DE112021000325T5 - POWER SUPPLY CIRCUIT AND SHIFT CONTROL CIRCUIT - Google Patents

POWER SUPPLY CIRCUIT AND SHIFT CONTROL CIRCUIT Download PDF

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Abstract

Eine Stromversorgungsschaltung wird bereitgestellt, die dazu eingerichtet ist, eine Ausgangsspannung in Höhe eines Sollwerts aus einer Eingangsspannung zu erzeugen. Die Stromversorgungsschaltung umfasst einen variablen Widerstand, der zwischen einer Verdrahtung, die dazu eingerichtet ist, die Eingangsspannung zu erhalten, und einem vorher festgelegten Knoten vorgesehen ist, eine Spannungserzeugungsschaltung, die dazu eingerichtet ist, eine Spannung mit einem vorher festgelegten Pegel an den vorher festgelegten Knoten auf der Grundlage eines Stroms von dem variablen Widerstand anzulegen, eine Ausgangsschaltung, die dazu eingerichtet ist, die Ausgangsspannung in Höhe des Sollwerts auszugeben, wenn die Spannung mit dem vorher festgelegten Pegel an dem vorher festgelegten Knoten angelegt wird, und eine Anpassungsschaltung, die dazu eingerichtet ist, einen Widerstandswert des variablen Widerstands infolge einer vorher festgelegten Zeitdauer zu erhöhen, die seit dem Beginn der Erzeugung der Ausgangsspannung verstrichen ist.A power supply circuit is provided which is set up to generate an output voltage at the level of a desired value from an input voltage. The power supply circuit includes a variable resistor provided between wiring configured to receive the input voltage and a predetermined node, a voltage generating circuit configured to apply a voltage of a predetermined level to the predetermined node based on a current from the variable resistor, an output circuit configured to output the output voltage of the target value when the voltage of the predetermined level is applied to the predetermined node, and a matching circuit configured to do so is to increase a resistance value of the variable resistor due to a predetermined period of time elapsed from the start of generation of the output voltage.

Description

[Technisches Gebiet][Technical Field]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Stromversorgungsschaltung und eine Schaltsteuerschaltung.The present invention relates to a power supply circuit and a switching control circuit.

[Hintergrundwissen][Background knowledge]

Eine integrierte Schaltung kann eine Stromversorgungsschaltung enthalten, die auf der Grundlage einer von außen bereitgestellten Stromversorgungsspannung Vcc eine Stromversorgungsspannung Vreg zum Betrieb von Schaltungen innerhalb der integrierten Schaltung erzeugt.An integrated circuit may include a power supply circuit that generates a power supply voltage Vreg for operating circuits within the integrated circuit based on an externally supplied power supply voltage Vcc.

[Zitierliste][citation list]

[Patentliteratur][patent literature]

[PTL 1] Japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 2006-159472 [PTL 1] Japanese Patent Application Publication no. 2006-159472

[Zusammenfassung der Erfindung][Summary of the Invention]

[Technisches Problem][Technical problem]

Um die Zeitspanne zwischen dem Einspeisen der Versorgungsspannung Vcc in die Stromversorgungsschaltung und dem Erreichen eines Sollwerts durch die Versorgungsspannung Vreg zu verkürzen, d.h. die Anlaufzeit der Stromversorgungsschaltung, muss im Allgemeinen der Strom, der von der Versorgungsspannung Vcc zur Stromversorgungsschaltung fließt, erhöht werden. Wenn jedoch der Strom, der von der Stromversorgungsspannung Vcc zur Stromversorgungsschaltung fließt, ansteigt, wird der Pegel der Stromversorgungsspannung Vreg wahrscheinlich durch eine Änderung der Stromversorgungsspannung Vcc beeinflusst.In general, in order to shorten the period of time between when the power supply voltage Vcc is applied to the power supply circuit and when the power supply voltage Vreg reaches a set value, i.e. the start-up time of the power supply circuit, the current flowing from the power supply voltage Vcc to the power supply circuit must be increased. However, when the current flowing from the power supply voltage Vcc to the power supply circuit increases, the level of the power supply voltage Vreg is likely to be affected by a change in the power supply voltage Vcc.

Die vorliegende Erfindung ist auf die Bereitstellung einer Stromversorgungsschaltung gerichtet, bei der die Anlaufzeit kurz ist und bei der eine stabile Stromversorgungsspannung erzeugt werden kann.The present invention aims to provide a power supply circuit in which the start-up time is short and a stable power supply voltage can be generated.

[Lösung des Problems][The solution of the problem]

Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Stromversorgungsschaltung, die dazu eingerichtet ist, eine Ausgangsspannung in Höhe eines Sollwerts aus einer Eingangsspannung zu erzeugen, wobei die Stromversorgungsschaltung einen variablen Widerstand, der zwischen einer Verdrahtung, die dazu eingerichtet ist, die Eingangsspannung zu erhalten, und einem vorher festgelegten Knoten vorgesehen ist; eine Spannungserzeugungsschaltung, die dazu eingerichtet ist, eine Spannung mit einem vorher festgelegten Pegel an den vorher festgelegten Knoten auf der Grundlage eines Stroms von dem variablen Widerstand anzulegen; und eine Ausgangsschaltung, die dazu eingerichtet ist, die Ausgangsspannung in Höhe des Sollwerts auszugeben, wenn die Spannung mit dem vorher festgelegten Pegel an dem vorher festgelegten Knoten angelegt wird; und eine Anpassungsschaltung, die dazu eingerichtet ist, einen Widerstandswert des variablen Widerstands infolge einer vorher festgelegten Zeitdauer zu erhöhen, die seit dem Beginn der Erzeugung der Ausgangsspannung verstrichen ist.A first aspect of the present invention is a power supply circuit configured to generate an output voltage at a desired value from an input voltage, the power supply circuit including a variable resistor connected between wiring configured to receive the input voltage and a predetermined node is provided; a voltage generation circuit configured to apply a voltage of a predetermined level to the predetermined node based on a current from the variable resistor; and an output circuit configured to output the output voltage of the target value when the voltage of the predetermined level is applied to the predetermined node; and an adjustment circuit configured to increase a resistance value of the variable resistor in response to a predetermined period of time elapsed from the start of generation of the output voltage.

Schaltsteuerschaltung, die dazu eingerichtet ist, das Schalten einer ersten Schaltvorrichtung auf einer Stromversorgungsseite und einer zweiten Schaltvorrichtung auf einer Masseseite zu steuern, wobei die erste und die zweite Schaltvorrichtung dazu eingerichtet sind, eine Last zu steuern, wobei die Schaltsteuerschaltung, eine Signalausgangsschaltung, die dazu eingerichtet ist, infolge eines ihrer Eingangssignale ein Setzsignal zum Einschalten der ersten Schaltvorrichtung und ein Rücksetzsignal auszugeben, um die erste Schaltvorrichtung auszuschalten; eine Pegelwandlerschaltung, die dazu eingerichtet ist, einen Pegel sowohl des Setzsignals als auch des Rücksetzsignals zu verschieben; eine Antriebsschaltung, die dazu eingerichtet ist, die erste Schaltvorrichtung infolge eines Ausgangssignals von der Pegelwandlerschaltung anzusteuern; und eine Stromversorgungsschaltung umfasst, die dazu eingerichtet ist, eine Ausgangsspannung in Höhe eines Sollwerts aus einer entsprechenden Eingangsspannung zu erzeugen und die Ausgangsspannung als eine Stromversorgungsspannung der Signalausgangsschaltung bereitzustellen. Die Stromversorgungsschaltung umfasst einen variablen Widerstand, der zwischen einer Verdrahtung, die dazu eingerichtet ist, die Eingangsspannung zu erhalten, und einem vorher festgelegten Knoten vorgesehen ist, eine Spannungserzeugungsschaltung, die dazu eingerichtet ist, eine Spannung mit einem vorher festgelegten Pegel auf der Grundlage eines Stroms von dem variablen Widerstand an den vorher festgelegten Knoten anzulegen, eine Ausgangsschaltung, die dazu eingerichtet ist, die Ausgangsspannung in Höhe des Sollwerts auszugeben, wenn die Spannung in Höhe des vorher festgelegten Pegels an dem vorher festgelegten Knoten angelegt wird, und eine Anpassungsschaltung, die dazu eingerichtet ist, einen Widerstandswert des variablen Widerstands infolge einer vorher festgelegten Zeitdauer zu erhöhen, die seit dem Beginn der Erzeugung der Ausgangsspannung verstrichen ist.Switching control circuit configured to control switching of a first switching device on a power supply side and a second switching device on a ground side, the first and second switching devices being configured to control a load, wherein the switching control circuit includes a signal output circuit configured to do so is arranged, in response to one of its input signals, to output a set signal to turn on the first switching device and a reset signal to turn off the first switching device; a level conversion circuit configured to shift a level of each of the set signal and the reset signal; a drive circuit configured to drive the first switching device in response to an output signal from the level conversion circuit; and a power supply circuit that is set up to generate an output voltage at the level of a desired value from a corresponding input voltage and to provide the output voltage as a power supply voltage of the signal output circuit. The power supply circuit includes a variable resistor connected between wiring that is configured to turn on an output voltage is provided, and a predetermined node, a voltage generating circuit arranged to apply a voltage of a predetermined level based on a current from the variable resistor to the predetermined node, an output circuit arranged to do so outputting the output voltage of the target value when the voltage of the predetermined level is applied to the predetermined node, and an adjustment circuit configured to increase a resistance value of the variable resistor as a result of a predetermined period of time elapsing since has elapsed from the start of generation of the output voltage.

[Vorteilhafte Effekte der Erfindung][Advantageous Effects of the Invention]

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Stromversorgungsschaltung bereitzustellen, bei der eine Anlaufzeit kurz ist und eine stabile Stromversorgungsspannung erzeugt werden kann.According to the present invention, it is possible to provide a power supply circuit in which a start-up time is short and a stable power supply voltage can be generated.

Figurenlistecharacter list

  • 1 zeigt ein Schaubild, das ein Beispiel für ein Leistungsmodul 10 veranschaulicht. 1 FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a power module 10. FIG.
  • 2 zeigt ein Schaubild, das ein Beispiel einer Signalausgangsschaltung 42 veranschaulicht. 2 FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a signal output circuit 42. FIG.
  • 3 zeigt ein Schaubild, das ein Beispiel für eine Antriebsschaltung 45 veranschaulicht. 3 FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a driving circuit 45. FIG.
  • 4 zeigt ein Schaubild zur Beschreibung des Betriebs eines Schaltungssteuerungs-ICs 20. 4 12 shows a diagram for describing the operation of a circuit control IC 20.
  • 5 zeigt ein Beispiel für ein Halbleitersubstrat, in dem ein Schaltungssteuerungs-IC 20 ausgebildet ist. 5 FIG. 12 shows an example of a semiconductor substrate in which a circuit control IC 20 is formed.
  • 6 zeigt ein Schaubild, das ein Beispiel für eine Stromversorgungsschaltung 40a veranschaulicht. 6 FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a power supply circuit 40a.
  • 7 zeigt ein Beispiel für den Betrieb einer Stromversorgungsschaltung 40a. 7 12 shows an example of the operation of a power supply circuit 40a.
  • 8 zeigt ein Schaubild zur Beschreibung einer Anlaufzeit einer Stromversorgungsschaltung 40a. 8th 12 is a diagram for describing a start-up time of a power supply circuit 40a.
  • 9 zeigt ein Schaubild zur Beschreibung der Leitungsregelung einer Stromversorgungsschaltung 40a. 9 12 is a diagram for describing line regulation of a power supply circuit 40a.
  • 10 zeigt ein Beispiel für eine Stromversorgungsschaltung 40b. 10 shows an example of a power supply circuit 40b.
  • 11 zeigt ein Beispiel für eine Stromversorgungsschaltung 40c. 11 shows an example of a power supply circuit 40c.
  • 12 zeigt ein Schaubild, das ein Beispiel für den Betrieb der Stromversorgungsschaltungen 40a und 40c veranschaulicht. 12 FIG. 12 is a diagram showing an example of the operation of the power supply circuits 40a and 40c.

[Beschreibung der Ausführungsformen][Description of the Embodiments]

VERWEIS AUF VERWANDTE ANWENDUNGENREFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-134007 , die am 6. August 2020 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.This application claims priority from Japanese Patent Application No. 2020-134007 , filed August 6, 2020, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

Aus den Erläuterungen der vorliegenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen werden zumindest die folgenden Punkte ersichtlich.At least the following points will become apparent from the explanations of the present specification and the accompanying drawings.

=====Ausführungsformen==========Embodiments=====

1 zeigt ein Schaubild, das eine Konfiguration eines Leistungsmoduls 10 gemäß einer vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Das Leistungsmodul 10 ist eine Halbleitervorrichtung, die infolge eines Befehls von einem Mikrocomputer (nicht veranschaulicht) eine Last 11 ansteuert, und enthält eine Schaltungssteuerungs-IC 20, eine Halbbrückenschaltung 21 und einen Kondensator 22. 1 FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a power module 10 according to a present embodiment of the present invention. The power module 10 is a semiconductor device that drives a load 11 in response to an instruction from a microcomputer (not illustrated), and includes a circuit control IC 20, a half-bridge circuit 21, and a capacitor 22.

Der Schaltungssteuerungs-IC 20 ist eine integrierte Hochspannungsschaltung (HVIC), die infolge eines Eingangssignals Sin vom Mikrocomputer (nicht veranschaulicht) einen Betrieb der Halbbrückenschaltung 21 steuert. Der Schaltungssteuerungs-IC 20 weist die Anschlüsse VCC, IN, GND, B, S, HO und LO auf. Einzelheiten zum Schaltungssteuerungs-IC 20 werden später beschrieben.The circuit control IC 20 is a high-voltage integrated circuit (HVIC) that controls an operation of the half-bridge circuit 21 in response to an input signal Sin from the microcomputer (not illustrated). The circuit control IC 20 has terminals VCC, IN, GND, B, S, HO and LO. Details of the circuit control IC 20 will be described later.

Die Halbbrückenschaltung 21 treibt eine Motorspule einer Klimaanlage an, die zum Beispiel die Last 11 ist, und enthält einen bipolaren Transistor mit isoliertem Gate (IGBT) 30 und einen IGBT 31.The half-bridge circuit 21 drives a motor coil of an air conditioner, which is the load 11, for example, and includes an insulated gate bipolar transistor (IGBT) 30 and an IGBT 31.

Der IGBT 30 ist ein High-Side-Schaltvorrichtung mit einer Gate-Elektrode, die mit dem Anschluss HO verbunden ist, einer Emitter-Elektrode, die mit dem Anschluss S verbunden ist, und einer Kollektor-Elektrode, die eine vorher festgelegte Spannung Vdc (zum Beispiel „400 V“) empfängt.The IGBT 30 is a high-side switching device having a gate electrode connected to the terminal HO, an emitter electrode connected to the terminal S, and a collector electrode having a predetermined voltage Vdc ( for example "400 V").

Der IGBT 31 ist eine Low-Side-Schaltvorrichtung mit einer Gate-Elektrode, die mit dem Anschluss LO verbunden ist, einer Kollektorelektrode, die mit dem Anschluss S verbunden ist, und einer geerdeten Emitter-Elektrode.IGBT 31 is a low-side switching device having a gate electrode connected to terminal LO, a collector electrode connected to terminal S, and an emitter electrode grounded.

In einer vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein IGBT als Schaltvorrichtung verwendet, es kann jedoch beispielsweise auch ein MetallOxid-Halbleiter-(MOS)-Feldeffekttransistor oder ein bipolarer Transistor verwendet werden. Der IGBT 30 entspricht einer „ersten Schaltvorrichtung auf einer Stromversorgungsseite“, und der IGBT 31 entspricht einer „zweiten Schaltvorrichtung auf einer Masseseite“.In a present embodiment of the present invention, an IGBT is used as a switching device, but a metal oxide semiconductor (MOS) field effect transistor or a bipolar transistor, for example, can also be used. The IGBT 30 corresponds to a “first switching device on a power supply side”, and the IGBT 31 corresponds to a “second switching device on a ground side”.

Der Kondensator 22 ist einerseits mit dem Anschluss B und andererseits mit dem Anschluss S verbunden. Der Kondensator 22 wird mit einer Bootstrap-Spannung Vb geladen, die von einer Ladungspumpenschaltung 41, die später beschrieben wird, an den Anschluss B angelegt wird. Infolgedessen wird die Bootstrap-Spannung Vb über dem Kondensator 22 erzeugt. Die Bootstrap-Spannung Vb wird zum Einschalten des High-Side-IGBT 30 verwendet.The capacitor 22 is connected to the connection B on the one hand and to the connection S on the other hand. The capacitor 22 is charged with a bootstrap voltage Vb applied to the terminal B from a charge pump circuit 41 which will be described later. As a result, the bootstrap voltage Vb is generated across the capacitor 22. The bootstrap voltage Vb is used to turn on the high-side IGBT 30 .

Wenn zum Beispiel eine Spannung Vs an dem Anschluss S „0 (Null) V“ ist, wird der IGBT 30 infolge der Spannung an der Gate-Elektrode des IGBT 30, die eine Schwellenspannung des IGBT 30 überschreitet, eingeschaltet. Infolge des Einschaltens des IGBT 30 nähert sich die Spannung Vs an dem Anschluss S jedoch der Spannung Vdc (z.B. „400 V“), so dass der IGBT 30 unter Bezugnahme auf die Spannung Vs an dem Anschluss S, mit dem die Emitterelektrode des IGBT 30 verbunden ist, angesteuert werden muss, um den IGBT 30 eingeschaltet zu halten.For example, when a voltage Vs at the terminal S is "0 (zero) V", the IGBT 30 is turned on due to the voltage at the gate electrode of the IGBT 30 exceeding a threshold voltage of the IGBT 30 . However, as a result of the turn-on of the IGBT 30, the voltage Vs at the terminal S approaches the voltage Vdc (e.g. "400 V"), so the IGBT 30, with reference to the voltage Vs at the terminal S to which the emitter electrode of the IGBT 30 connected, must be driven to keep the IGBT 30 on.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Spannung Vs an dem Anschluss S, an dem Anschluss B eine Spannung erzeugt, die um einen Betrag höher ist als die Spannung Vs, der der Bootstrap-Spannung Vb entspricht. Dementsprechend kann der Schaltungssteuerungs-IC 20 den IGBT 30 unter Verwendung der Bootstrap-Spannung Vb einschalten. Einzelheiten hierzu werden später beschrieben.In an embodiment of the present invention, with reference to the voltage Vs at the terminal S, a voltage is generated at the terminal B that is higher than the voltage Vs by an amount corresponding to the bootstrap voltage Vb. Accordingly, the circuit control IC 20 can turn on the IGBT 30 using the bootstrap voltage Vb. Details of this will be described later.

<<<Konfiguration des Schaltungssteuerungs-IC 20>>><<<Configuration of circuit control IC 20>>>

Der Schaltungssteuerungs-IC 20 enthält eine Stromversorgungsschaltung 40, die Ladungspumpenschaltung 41, eine Signalausgangsschaltung 42, eine Pegelwandlerschaltung 43 und Antriebsschaltungen 44 und 45.The circuit control IC 20 includes a power supply circuit 40, the charge pump circuit 41, a signal output circuit 42, a level conversion circuit 43, and drive circuits 44 and 45.

Die Stromversorgungsschaltung 40 erzeugt eine Stromversorgungsspannung Vreg, die innerhalb des Schaltungssteuerungs-IC 20 verwendet wird, basierend auf einer an den Anschluss VCC angelegten Stromversorgungsspannung Vcc (zum Beispiel „20 V“). Die Stromversorgungsschaltung 40 gemäß einer vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dazu eingerichtet, dass sie eine stabile Stromversorgungsspannung Vreg erzeugt, selbst wenn der IGBT 31 eingeschaltet ist. Einzelheiten hierzu werden später beschrieben.The power supply circuit 40 generates a power supply voltage Vreg used within the circuit control IC 20 based on a power supply voltage Vcc (for example, “20V”) applied to the VCC terminal. The power supply circuit 40 according to a present embodiment of the present invention is configured to generate a stable power supply voltage Vreg even when the IGBT 31 is turned on. Details of this will be described later.

Die Ladungspumpenschaltung 41 erzeugt die Bootstrap-Spannung Vb, die den Kondensator 22 zum Beispiel auf der Grundlage der Stromversorgungsspannung Vcc auflädt.The charge pump circuit 41 generates the bootstrap voltage Vb that charges the capacitor 22 based on the power supply voltage Vcc, for example.

Die Signalausgangsschaltung 42 gibt ein Signal aus, um das Schalten der IGBTs 30 und 31 infolge des Eingangssignals Sin eines logischen Pegels zu steuern, das über den Anschluss IN eingegeben wird. Insbesondere gibt die Signalausgangsschaltung 42 infolge des Eingangssignals Sin ein Setzimpulssignal S1 aus, um den High-Side-IGBT 30 einzuschalten, ein Rücksetzimpulssignal S2, um den IGBT 30 auszuschalten, und ein Steuersignal SO, um das Schalten des Low-Side-IGBT 31 zu steuern.The signal output circuit 42 outputs a signal to control the switching of the IGBTs 30 and 31 in response to the input signal Sin of a logic level input through the terminal IN. Specifically, as a result of the input signal Sin, the signal output circuit 42 outputs a set pulse signal S1 to turn on the high-side IGBT 30, a reset pulse signal S2 to turn off the IGBT 30, and a control signal SO to turn on the low-side IGBT 31 Taxes.

Wie in 2 veranschaulicht, enthält die Signalausgangsschaltung 42 eine Eingangserkennungsschaltung 50, eine Filterschaltung 51 und eine Impulserzeugungsschaltung 52. Die Eingangserkennungsschaltung 50, die Filterschaltung 51 und die Impulserzeugungsschaltung 52 arbeiten auf der Grundlage der Stromversorgungsspannung Vreg der Stromversorgungsschaltung 40 in Bezug auf eine Massespannung Vgnd. Somit sind die jeweiligen Knoten für die Erdung der Eingangserkennungsschaltung 50, der Filterschaltung 51 und der Impulserzeugungsschaltung 52 mit dem geerdeten Anschluss GND verbunden.As in 2 As illustrated, the signal output circuit 42 includes an input detection circuit 50, a filter circuit 51 and a pulse generation circuit 52. The input detection Circuit 50, the filter circuit 51 and the pulse generating circuit 52 operate based on the power supply voltage Vreg of the power supply circuit 40 with respect to a ground voltage Vgnd. Thus, the respective nodes for grounding of the input detection circuit 50, the filter circuit 51 and the pulse generating circuit 52 are connected to the grounded terminal GND.

Die Eingangserkennungsschaltung 50 detektiert den Pegel des Eingangssignals Sin und gibt ein Signal Sa mit demselben logischen Pegel wie der logische Pegel des Eingangssignals Sin aus. Insbesondere gibt die Eingangserkennungsschaltung 50 infolge des Erreichens eines hohen Pegels des Eingangssignals Sin (im Folgenden als High- oder Spitzenpegel bezeichnet) das hohe Signal Sa aus, und infolge des Erreichens eines niedrigen Pegels des Eingangssignals Sin (im Folgenden als Low- oder Tiefstpegel bezeichnet) gibt die Eingangserkennungsschaltung 50 das niedrige Signal Sa aus. Die Eingangserkennungsschaltung 50 enthält z.B. einen Komparator (nicht veranschaulicht).The input detection circuit 50 detects the level of the input signal Sin and outputs a signal Sa having the same logic level as the logic level of the input signal Sin. Specifically, the input detection circuit 50 outputs the high signal Sa as a result of the input signal Sin reaching a high level (hereinafter referred to as high or peak level), and as a result of the input signal Sin reaching a low level (hereinafter referred to as low or bottom level) the input detection circuit 50 outputs the low signal Sa. The input detection circuit 50 includes, for example, a comparator (not illustrated).

Die Filterschaltung 51 ist ein Tiefpassfilter, um hochfrequentes Rauschen des Signals Sa zu entfernen, und enthält zum Beispiel einen Operationsverstärker (nicht veranschaulicht) und dergleichen. Die Filterschaltung 51 gemäß einer vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gibt ein Signal, das durch Entfernen von Rauschen aus dem Signal Sa erhalten wird, als Steuersignal SO aus.The filter circuit 51 is a low-pass filter to remove high-frequency noise of the signal Sa, and includes, for example, an operational amplifier (not illustrated) and the like. The filter circuit 51 according to a present embodiment of the present invention outputs a signal obtained by removing noise from the signal Sa as a control signal SO.

Die Impulserzeugungsschaltung 52 gibt das Soll-Impulssignal S1 und das Rücksetz-Impulssignal S2 basierend auf einem Änderungspunkt des Steuersignals S0 aus. Insbesondere gibt die Impulserzeugungsschaltung 52 infolge eines Wechsels des Steuersignals S0 von niedrig auf hoch das hohe Setzimpulssignal S1 aus, und infolge eines Wechsels des Steuersignals S0 von hoch auf niedrig gibt die Impulserzeugungsschaltung 52 das hohe Rücksetzimpulssignal S2 aus. Gemäß einer vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Setzimpulssignal S1 und dem Rücksetzimpulssignal S2 jeweils um ein Impulssignal, dessen Amplitudenpegel sich in einem Bereich von 0 V bis zum Pegel der Stromversorgungsspannung Vreg (beispielsweise 5 V) ändert.The pulse generation circuit 52 outputs the target pulse signal S1 and the reset pulse signal S2 based on a change point of the control signal S0. Specifically, the pulse generating circuit 52 outputs the high set pulse signal S1 in response to a low-to-high transition of the control signal S0, and the pulse generating circuit 52 outputs the reset pulse signal S2 high in response to a high-to-low transition of the control signal S0. According to a present embodiment of the present invention, each of the set pulse signal S1 and the reset pulse signal S2 is a pulse signal whose amplitude level changes in a range from 0V to the power supply voltage Vreg level (for example, 5V).

Die Pegelwandlerschaltung 43 verschiebt den Pegel des Setzimpulssignals S1 und des Rücksetzimpulssignals S2 jeweils auf einen Pegel, bei dem eine (später beschriebene) Logikschaltung der Antriebsschaltung 45 betreibbar ist. Konkret verschiebt die Pegelwandlerschaltung 43 den Pegel des Soll-Impulssignals S1 und gibt ein Soll-Impulssignal S3 mit einem Amplitudenpegel von mehreren zehn Volt in Bezug auf die Spannung Vs aus, die beispielsweise als High-Side-Referenzpotential dient. Die Pegelwandlerschaltung 43 verschiebt den Pegel des Rücksetzimpulssignals S2 und gibt ein Rücksetzimpulssignal S4 mit einem Amplitudenwert von beispielsweise einigen zehn Volt in Bezug auf die Spannung Vs aus.The level conversion circuit 43 levels-shifts each of the set pulse signal S1 and the reset pulse signal S2 to a level at which a logic circuit (described later) of the drive circuit 45 is operable. Concretely, the level conversion circuit 43 level-shifts the target pulse signal S1 and outputs a target pulse signal S3 having an amplitude level of several tens of volts with respect to the voltage Vs serving as a high-side reference potential, for example. The level conversion circuit 43 level-shifts the reset pulse signal S2 and outputs a reset pulse signal S4 having an amplitude value of, for example, several tens of volts with respect to the voltage Vs.

Die Antriebsschaltung 44 betreibt infolge des Steuersignals S0 den Low-Side-IGBT 31. Insbesondere gibt die Antriebsschaltung 44 infolge des niedrigen Steuersignals S0 über den Anschluss LO ein hohes Treibersignal Vdr1 an die Gate-Elektrode des IGBT 31 aus. Infolgedessen wird der IGBT 31 eingeschaltet. Andererseits gibt die Antriebsschaltung 44 infolge des hohen Steuersignals S0 über den Anschluss LO ein niedriges Ansteuersignal Vdr1 an die Gate-Elektrode des IGBT 31 aus. Infolgedessen wird der IGBT 31 ausgeschaltet. Die Antriebsschaltung 44 arbeitet in Abhängigkeit von der Stromversorgungsspannung Vcc.The drive circuit 44 drives the low-side IGBT 31 in response to the control signal S0. Specifically, the drive circuit 44 outputs a high drive signal Vdr1 to the gate electrode of the IGBT 31 through the terminal LO in response to the low control signal S0. As a result, the IGBT 31 is turned on. On the other hand, the drive circuit 44 outputs a low drive signal Vdr1 to the gate electrode of the IGBT 31 through the terminal LO due to the high control signal S0. As a result, the IGBT 31 is turned off. The drive circuit 44 operates in response to the power supply voltage Vcc.

Die Antriebsschaltung 45 schaltet den High-Side-IGBT 30 infolge des Setzimpulssignals S3 ein und schaltet den IGBT 30 infolge des Rücksetzimpulssignals S4 aus. 3 zeigt ein Schaubild, das ein Beispiel für die Antriebsschaltung 45 veranschaulicht. Die Antriebsschaltung 45 enthält eine Logikschaltung 60 und Inverter 61 und 62.The drive circuit 45 turns on the high-side IGBT 30 in response to the set pulse signal S3 and turns off the IGBT 30 in response to the reset pulse signal S4. 3 FIG. 12 is a diagram showing an example of the driving circuit 45. FIG. The drive circuit 45 includes a logic circuit 60 and inverters 61 and 62.

Die Logikschaltung 60 gibt bei Empfang des Setzimpulssignals S3 ein High-Signal aus und gibt bei Empfang des Rücksetzimpulssignals S4 ein Low-Signal aus. Die Logikschaltung 60 enthält beispielsweise einen MOS-Transistor und eine Latch-Schaltung, die nicht veranschaulicht sind.The logic circuit 60 outputs a high signal upon receiving the set pulse signal S3, and outputs a low signal upon receiving the reset pulse signal S4. The logic circuit 60 includes, for example, a MOS transistor and a latch circuit, which are not illustrated.

Der Inverter 61 ist eine Schaltung, die den logischen Pegel eines Signals von der Logikschaltung 60 invertiert und ein resultierendes Signal ausgibt. Sie enthält einen NMOS-Transistor 70 und einen PMOS-Transistor 71.The inverter 61 is a circuit that inverts the logic level of a signal from the logic circuit 60 and outputs a resultant signal. It contains an NMOS transistor 70 and a PMOS transistor 71.

Der Inverter 62 ist eine Schaltung, die den logischen Pegel des Signals vom Inverter 61 invertiert und ein resultierendes Signal als Treibersignal Vdr2 ausgibt, und enthält einen NMOS-Transistor 72 und einen PMOS-Transistor 73.Inverter 62 is a circuit that inverts the logic level of the signal from inverter 61 and outputs a resultant signal as drive signal Vdr2, and includes an NMOS transistor 72 and a PMOS transistor 73.

Somit gibt die Antriebsschaltung 45 bei Empfang des eingestellten Impulssignals S3 das hohe Antriebssignal Vdr2 an die Gate-Elektrode des IGBT 30 über den Anschluss HO aus. Andererseits gibt die Antriebsschaltung 45 bei Empfang des Rücksetzimpulssignals S4 das niedrige Treibersignal Vdr2 über den Anschluss HO an die Gate-Elektrode des IGBT 30 aus.Thus, upon receiving the adjusted pulse signal S3, the drive circuit 45 outputs the high drive signal Vdr2 to the gate electrode of the IGBT 30 via the terminal HO. On the other hand, upon receiving the reset pulse signal S4, the drive circuit 45 outputs the low drive signal Vdr2 to the gate electrode of the IGBT 30 through the terminal HO.

In diesem Fall ändert das Treibersignal Vdr2 seinen logischen Pegel in Bezug auf die Spannung Vs am Anschluss S. Somit wird der IGBT 30 infolge des hohen Treibersignals Vdr2 eingeschaltet und infolge des niedrigen Treibersignals Vdr2 ausgeschaltet. Die Antriebsschaltung 45 entspricht einer „Antriebsschaltung“, das Setzimpulssignal S3 entspricht einem „Setzsignal“, und das Rücksetzimpulssignal S4 entspricht einem „Rücksetzsignal“.In this case, the drive signal Vdr2 changes its logic level with respect to the voltage Vs at the terminal S. Thus, the IGBT 30 is turned on due to the high drive signal Vdr2 and turned off due to the low drive signal Vdr2. The drive circuit 45 corresponds to a “drive circuit”, the set pulse signal S3 corresponds to a “set signal”, and the reset pulse signal S4 corresponds to a “reset signal”.

<<<Betrieb des Schaltungssteuerungs-IC 20>>><<<Operation of Circuit Control IC 20>>>

4 zeigt ein Schaubild zur Beschreibung eines Betriebs des Schaltungssteuerungs-IC 20. Die Signalausgangsschaltung 42 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist derart ausgelegt, dass eine Verzögerungszeit eines darin enthaltenen Signals ausreichend kurz ist. 4 12 is a diagram for describing an operation of the circuit control IC 20. The signal output circuit 42 according to an embodiment of the present invention is designed such that a delay time of a signal therein is sufficiently short.

Zunächst gibt die Eingangserkennungsschaltung 50 in 2 infolge des zum Zeitpunkt t0 auf low gehenden Eingangssignals Sin das ebenfalls auf low gehende Signal Sa aus. Die Filterschaltung 51 entfernt dann das Rauschen (nicht veranschaulicht) des Signals Sa und gibt das Steuersignal S0 mit demselben logischen Pegel wie das Signal Sa aus.First, the input detection circuit 50 in 2 as a result of the input signal Sin going low at time t0, the signal Sa also going low. The filter circuit 51 then removes the noise (not illustrated) of the signal Sa and outputs the control signal S0 having the same logic level as the signal Sa.

Infolge des Abfalls des Steuersignals S0 gibt die Impulserzeugungsschaltung 52 das hohe Rücksetzimpulssignal S2 aus. Infolgedessen wird das pegelverschobene hohe Rücksetzimpulssignal S4 von der Pegelwandlerschaltung 43 ausgegeben.Due to the fall of the control signal S0, the pulse generating circuit 52 outputs the high reset pulse signal S2. As a result, the level-shifted high reset pulse signal S4 is output from the level conversion circuit 43. FIG.

Die Low-Side-Antriebsschaltung 44 bewirkt dann, dass das Ansteuersignal Vdr1 infolge des Low-Steuersignals S0 auf High gesetzt wird, und die High-Side-Antriebsschaltung 45 bewirkt, dass das Ansteuersignal Vdr2 infolge des High-Reset-Impulssignals S4 auf Low gesetzt wird.The low-side driver circuit 44 then causes the drive signal Vdr1 to go high in response to the low control signal S0, and the high-side driver circuit 45 causes the drive signal Vdr2 to go low in response to the high reset pulse signal S4 becomes.

Infolgedessen wird der IGBT 30 ausgeschaltet und der IGBT 31 eingeschaltet, um dadurch die Spannung Vs von der Spannung Vdc (zum Beispiel „400 V“) auf die Spannung Vgnd (in diesem Fall „0 V“) zu senken. Wie oben beschrieben, ist eine Verdrahtung zur Stromversorgung der Last 11 vorgesehen, die zwischen dem Anschluss S und der Last 11 verbunden ist. Bei der Last 11 handelt es sich zum Beispiel um eine Motorspule mit einem großen Induktivitätswert. Daher kommt es beim Einschalten des IGBT 31 zu einem Schwingen (Ringing) in der Spannung Vs, und die Spannung Vs wird zu einer negativen Spannung, die kleiner als die Spannung Vgnd ist.As a result, the IGBT 30 is turned off and the IGBT 31 is turned on, thereby lowering the voltage Vs from the voltage Vdc (for example, “400V”) to the voltage Vgnd (in this case, “0V”). As described above, wiring for power supply of the load 11 connected between the terminal S and the load 11 is provided. The load 11 is, for example, a motor coil with a large inductance value. Therefore, when the IGBT 31 turns on, ringing occurs in the voltage Vs, and the voltage Vs becomes a negative voltage smaller than the voltage Vgnd.

Infolge des Eingangssignals Sin, das zum Zeitpunkt t1 auf High geht, gibt die Eingangserkennungsschaltung 50 das Signal Sa aus, das ebenfalls High ist. Die Filterschaltung 51 entfernt dann das Rauschen (nicht veranschaulicht) des Signals Sa und gibt das Steuersignal S0 mit demselben logischen Pegel wie das Signal Sa aus.As a result of the input signal Sin going high at time t1, the input detection circuit 50 outputs the signal Sa which is also high. The filter circuit 51 then removes the noise (not illustrated) of the signal Sa and outputs the control signal S0 having the same logic level as the signal Sa.

Infolge des auf High gehenden Steuersignals S0 gibt die Impulserzeugungsschaltung 52 das auf High gesetzte Impulssignal S1 aus. Infolgedessen wird das pegelverschobene hoch eingestellte Impulssignal S3 von der Pegelwandlerschaltung 43 ausgegeben.In response to the control signal S0 going high, the pulse generating circuit 52 outputs the high-set pulse signal S1. As a result, the level-shifted high-set pulse signal S3 is output from the level conversion circuit 43. FIG.

Die Low-Side-Antriebsschaltung 44 bewirkt, dass das Ansteuersignal Vdr1 infolge des High-Steuersignals S0 auf Low geschaltet wird, und die High-Side-Antriebsschaltung 45 bewirkt, dass das Ansteuersignal Vdr2 infolge des High-Setzimpulssignals S3 auf High geschaltet wird.The low-side driver circuit 44 causes the drive signal Vdr1 to go low in response to the high control signal S0, and the high-side driver circuit 45 causes the drive signal Vdr2 to go high in response to the high set pulse signal S3.

Infolgedessen wird der IGBT 30 eingeschaltet und der IGBT 31 ausgeschaltet, um dadurch die Spannung Vs von der Spannung Vgnd (in diesem Fall „0 V“) auf die Spannung Vdc (zum Beispiel „400 V“) anzuheben. Wie oben beschrieben, ist die Last 11 über die Verdrahtung mit dem Anschluss S verbunden, so dass es beim Einschalten des IGBT 30 zu einem Schwingen (Ringing) der Spannung Vs kommt und die Spannung Vs die Spannung Vdc überschreitet. Der Vorgang von Zeitpunkt t0 bis Zeitpunkt t1 wird ab Zeitpunkt t2 wiederholt.As a result, the IGBT 30 is turned on and the IGBT 31 is turned off, thereby boosting the voltage Vs from the voltage Vgnd (“0 V” in this case) to the voltage Vdc (“400 V” for example). As described above, the load 11 is connected to the terminal S via the wiring, so when the IGBT 30 is turned on, the voltage Vs rings and the voltage Vs exceeds the voltage Vdc. The process from time t0 to time t1 is repeated from time t2.

«<Halbleitersubstrat 100»>«<Semiconductor substrate 100»>

Wie oben beschrieben, fällt in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beim Einschalten des IGBT 31 die Spannung Vs unter die Spannung Vgnd, was zu einer negativen Spannung („Vs"<„0 V“) führt. Infolge der Spannung Vs, die zu einer negativen Spannung wird, fließt ein „Leckagestrom“ vom GND-Anschluss zum Anschluss S durch ein Halbleitersubstrat, in dem der Schaltungssteuerungs-IC 20 ausgebildet ist.As described above, in an embodiment of the present invention, when the IGBT 31 turns on, the voltage Vs falls below the voltage Vgnd, resulting in a negative voltage ("Vs"<"0V") voltage, a “leakage current” flows from the GND terminal to the S terminal through a semiconductor substrate in which the circuit control IC 20 is formed.

5 zeigt ein Schaubild zur Beschreibung eines Halbleitersubstrats 100, in dem der Schaltungssteuerungs-IC 20 ausgebildet ist. 5 veranschaulicht der Einfachheit halber nur eine Teilkonfiguration zur Beschreibung des „Leckagestroms“ in den Schaltungen und Anschlüssen des Schaltungssteuerungs-IC 20. Insbesondere veranschaulicht 5 die Anschlüsse GND und S sowie den NMOS-Transistor 70 der High-Side-Antriebsschaltung 45. 5 FIG. 12 is a diagram for describing a semiconductor substrate 100 in which the circuit control IC 20 is formed. 5 12 illustrates only a partial configuration for describing the “leakage current” in the circuits and terminals of the circuit control IC 20 for simplicity. Specifically illustrated 5 the GND and S terminals and the NMOS transistor 70 of the high-side drive circuit 45.

Das Halbleitersubstrat 100 ist zum Beispiel ein p-Typ-Substrat aus Silizium, wobei die Anschlüsse GND und S sowie eine Gate-Elektrode 110, eine Sourceelektrode 111, eine Drainelektrode 112 und eine Substratelektrode 113 des NMOS-Transistors 70 sind auf der Vorderseite des Substrats ausgebildet.The semiconductor substrate 100 is, for example, a p-type silicon substrate, with terminals GND and S and a gate electrode 110, a source electrode 111, a drain electrode 112 and a substrate electrode 113 of the NMOS transistor 70 being on the front side of the substrate educated.

In diesem Fall sind die Anschlüsse GND und S und die Elektroden des NMOS-Transistors 70 beispielsweise aus einem leitfähigen Material wie Polysilizium und einer Metallelektrode hergestellt.In this case, the GND and S terminals and the electrodes of the NMOS transistor 70 are made of, for example, a conductive material such as polysilicon and a metal electrode.

Die Elektroden des NMOS-Transistors 70 sind mit Bezugszeichen versehen, die sich aus Gründen der Einfachheit in den 3 und 5 unterscheiden, jedoch entspricht die Gate-Elektrode 110 des NMOS-Transistors 70 einer „Gate-Elektrode Gx“, die Sourceelektrode 111 davon einer „Sourceelektrode Sx“, die Drainelektrode 112 davon einer „Drainelektrode Dx“ und die Substratelektrode 113 davon einer „Substratelektrode Bx“.The electrodes of the NMOS transistor 70 are provided with reference numerals which, for the sake of simplicity, are in FIGS 3 and 5 differ, however, the gate electrode 110 of the NMOS transistor 70 corresponds to a "gate electrode Gx", the source electrode 111 thereof to a "source electrode Sx", the drain electrode 112 thereof to a "drain electrode Dx", and the substrate electrode 113 thereof to a "substrate electrode Bx". “.

Innerhalb des Halbleitersubstrats 100 sind ein Halbleiterbereich 120, ein Wannenbereich 140 vom p-Typ, ein Wannenbereich 130 vom n-Typ, Kontaktbereiche 150, 160 und 161 vom p+-Typ, ein Sourcebereich 170 vom n+-Typ und ein Drainbereich 171 vom n+-Typ ausgebildet, die auf dem Halbleitersubstrat 100 ausgebildet sind. Wenn im Folgenden von einem n+ Typ oder einem p+ Typ die Rede ist, bedeutet dies, dass die Dotierungskonzentration höher ist als die eines n Typs oder eines p Typs.Within the semiconductor substrate 100 are a semiconductor region 120, a p-type well region 140, an n-type well region 130, p+-type contact regions 150, 160 and 161, an n+-type source region 170 and an n+-type drain region 171. type formed on the semiconductor substrate 100 . If an n+ type or a p+ type is mentioned below, this means that the doping concentration is higher than that of an n type or a p type.

Der Wannenbereich 130 und der Kontaktbereich 150 sind an einer Stirnseite des Halbleiterbereichs 120 ausgebildet. Der Anschluss GND ist an einer Stirnseite des Kontaktbereichs 150 ausgebildet.Well region 130 and contact region 150 are formed on an end face of semiconductor region 120 . The connection GND is formed on an end face of the contact area 150 .

Der Wannenbereich 130 enthält Verunreinigungen vom n-Typ wie beispielsweise Phosphor, und der Wannenbereich 140 vom p-Typ ist an einer Stirnseite des Wannenbereichs 130 ausgebildet.The well region 130 contains n-type impurities such as phosphorus, and the p-type well region 140 is formed at an end face of the well region 130 .

Der Wannenbereich 140 enthält Verunreinigungen vom p-Typ, und die Kontaktbereiche 160 und 161, der Sourcebereich 170 und der Drainbereich 171 sind an einer Stirnseite des Wannenbereichs 140 ausgebildet.The well region 140 contains p-type impurities, and the contact regions 160 and 161, the source region 170 and the drain region 171 are formed on an end face of the well region 140. FIG.

Der Anschluss S ist in dem Kontaktbereich 160 ausgebildet, und die Substratelektrode 113 („Bx“) des NMOS-Transistors 70 ist in dem Kontaktbereich 161 ausgebildet.The terminal S is formed in the contact area 160, and the substrate electrode 113 ("Bx") of the NMOS transistor 70 is formed in the contact area 161. FIG.

Die Sourceelektrode 111 („Sx“) ist in dem Sourcebereich 170 ausgebildet, und die Drainelektrode 112 („Dx“) ist in dem Drainbereich 171 ausgebildet. Die Gate-Elektrode 110 („Gx“) ist auf der Stirnseite des Wannenbereichs 140 zwischen dem Sourcebereich 170 und dem Drainbereich 171 ausgebildet.The source electrode 111 ("Sx") is formed in the source region 170 and the drain electrode 112 ("Dx") is formed in the drain region 171. FIG. The gate electrode 110 ("Gx") is formed on the front side of the well region 140 between the source region 170 and the drain region 171 .

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Anschluss GND (der einem ersten Anschluss entspricht) über den Kontaktbereich 150 elektrisch mit dem Halbleiterbereich 120 verbunden, der Anschluss S (der einem zweiten Anschluss entspricht) ist über den Kontaktbereich 160 elektrisch mit dem Wannenbereich 140 verbunden, und die Substratelektrode 113 („Bx“) ist über den Kontaktbereich 161 ebenfalls elektrisch mit dem Wannenbereich 140 verbunden.In one embodiment of the present invention, the GND terminal (corresponding to a first terminal) is electrically connected to the semiconductor region 120 via the contact region 150, the S terminal (corresponding to a second terminal) is electrically connected to the well region 140 via the contact region 160, and the substrate electrode 113 ("Bx") is also electrically connected to the well region 140 via the contact region 161 .

In dem Halbleitersubstrat 100 als solchem ist eine Diode 190 zwischen dem Halbleiterbereich 120 vom p-Typ und dem Wannenbereich 130 vom n-Typ als parasitäre Diode ausgebildet. Eine Diode 191 ist zwischen dem Wannenbereich 140 vom p-Typ und dem Sourcebereich 170 vom n+ Typ als parasitäre Diode ausgebildet.In the semiconductor substrate 100 as such, a diode 190 is formed between the p-type semiconductor region 120 and the n-type well region 130 as a parasitic diode. A diode 191 is formed between the p-type well region 140 and the n+-type source region 170 as a parasitic diode.

So führt beispielsweise infolge des Absinkens der Spannung Vs unter die Spannung Vgnd („0 V“), was beim Einschalten des IGBT 31 zu einer negativen Spannung führt, die Sourceelektrode 111 („Sx“) des NMOS-Transistors 70, die mit dem Anschluss S verbunden ist, ebenfalls zu einer negativen Spannung. Infolgedessen werden die Dioden 190 und 191 eingeschaltet, und der „Leckagestrom“ fließt von dem Anschluss GND zum Anschluss S über eine Strecke, die durch die strichpunktierte Linie in 5 dargestellt wird.For example, as a result of the voltage Vs dropping below the voltage Vgnd ("0 V"), resulting in a negative voltage when the IGBT 31 is turned on, the source electrode 111 ("Sx") of the NMOS transistor 70 connected to the terminal S is also connected to a negative voltage. As a result, the diodes 190 and 191 are turned on, and the “leakage current” flows from the GND terminal to the S terminal through a distance indicated by the dot-dash line in 5 is pictured.

Infolge eines solchen „Leckagestroms“, der von dem Anschluss GND zum Anschluss S fließt, steigt auch ein Strom an, der zur Signalausgangsschaltung 42 fließt, wie beispielsweise in 1 veranschaulicht, die mit dem Anschluss GND verbunden ist, so dass die Spannung Vgnd eine Massespannung ist. Infolgedessen fällt die Stromversorgungsspannung Vreg stark ab, und die Signalausgangsschaltung 42 arbeitet möglicherweise nicht normal.As a result of such a “leakage current” flowing from the GND terminal to the S terminal, a current flowing to the signal output circuit 42 also increases, such as in FIG 1 which is connected to the GND terminal so that the voltage Vgnd is a ground voltage. As a result, the power supply voltage Vreg drops sharply, and the signal output circuit 42 may not operate normally.

Vorzugsweise startet die Stromversorgungsschaltung 40 nach Empfang der Stromversorgungsspannung Vcc durch den externen Schaltungssteuerungs-IC 20 in kürzester Zeit und gibt eine stabile Stromversorgungsspannung Vreg aus, unabhängig von einer Änderung der Stromversorgungsspannung Vcc. Somit hat in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Stromversorgungsschaltung 40 eine kurze Anlaufzeit und gibt die Stromversorgungsspannung Vreg stabil aus, selbst wenn die Spannung Vs zu einer negativen Spannung wird oder wenn die Stromversorgungsspannung Vcc schwankt.Preferably, after receiving the power supply voltage Vcc from the external circuit control IC 20, the power supply circuit 40 starts up in a very short time and outputs a stable power supply voltage Vreg regardless of a change in the power supply voltage Vcc. Thus, in one embodiment of the present invention, the power supply circuit 40 has a short start-up time and stably outputs the power supply voltage Vreg even when the voltage Vs becomes a negative voltage or when the power supply voltage Vcc fluctuates.

Der Halbleiterbereich 120 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entspricht einem „ersten Bereich“, und der Wannenbereich 130 entspricht einem „zweiten Bereich“. Der Wannenbereich 140 entspricht einem „dritten Bereich“, und der Sourcebereich 170 entspricht einem „vierten Bereich“. In diesem Fall wird die Strecke des „Leckagestroms“ am Beispiel des NMOS-Transistors 70 beschrieben, aber auch eine andere Vorrichtung der Antriebsschaltung 45 (z. B. der NMOS-Transistor 72) erzeugt den „Leckagestrom“ in ähnlicher Weise.The semiconductor region 120 according to an embodiment of the present invention corresponds to a “first region”, and the well region 130 corresponds to a “second region”. The well region 140 corresponds to a “third region” and the source region 170 corresponds to a “fourth region”. In this case, the path of the “leakage current” is described using the NMOS transistor 70 as an example, but another device of the driving circuit 45 (e.g., the NMOS transistor 72) generates the “leakage current” in a similar manner.

<<<Beispiel für Stromversorgungsschaltung 40a>>><<<Example of power supply circuit 40a>>>

6 zeigt ein Schaubild, das eine Stromversorgungsschaltung 40a gemäß einer Ausführungsform der Konfiguration der Stromversorgungsschaltung 40 veranschaulicht. Die Stromversorgungsschaltung 40a erzeugt eine temperaturkompensierte Stromversorgungsspannung Vreg1 (z. B. „5 V“) auf der Grundlage der Stromversorgungsspannung Vcc. Die Stromversorgungsschaltung 40a enthält einen variablen Widerstand 200, eine Spannungserzeugungsschaltung 201, eine Ausgangsschaltung 202 und eine Anpassungsschaltung 203. Die Versorgungsspannung Vcc gemäß einer vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entspricht einer „Eingangsspannung“, und die Versorgungsspannung Vreg1 entspricht einer „Ausgangsspannung“. 6 12 is a diagram illustrating a power supply circuit 40a according to an embodiment of the configuration of the power supply circuit 40. FIG. The power supply circuit 40a generates a temperature-compensated power supply voltage Vreg1 (e.g., “5V”) based on the power supply voltage Vcc. The power supply circuit 40a includes a variable resistor 200, a voltage generating circuit 201, an output circuit 202 and a matching circuit 203. The power supply voltage Vcc according to a present embodiment of the present invention corresponds to an "input voltage", and the power supply voltage Vreg1 corresponds to an "output voltage".

==Variabler Widerstand 200====Variable resistor 200==

Der variable Widerstand 200 bestimmt einen Wert eines Anlaufstroms zum Einschalten der Stromversorgungsschaltung 40a und ist zwischen einer Verdrahtung L, die die Stromversorgungsspannung Vcc empfängt, und einem Eingangsknoten N1 der Ausgangsschaltung 202 vorgesehen. Der variable Widerstand 200 ist eine Schaltung, deren Widerstandswert sich infolge eines Ausgangssignals der Anpassungsschaltung 203 ändert, und enthält die Widerstände 210 und 211 sowie einen PMOS-Transistor 212.The variable resistor 200 determines a value of an inrush current for turning on the power supply circuit 40a and is provided between a wiring L receiving the power supply voltage Vcc and an input node N1 of the output circuit 202 . The variable resistor 200 is a circuit whose resistance value changes in response to an output of the matching circuit 203, and includes resistors 210 and 211 and a PMOS transistor 212.

Ein Ende des Widerstands 210 ist mit der Verdrahtung L verbunden, das andere Ende ist mit dem Eingangsknoten N1 verbunden. Der Widerstand 211 und der in Reihe geschaltete PMOS-Transistor 212 sind mit dem Widerstand 210 in Leckage Strom Parallelschaltung vorgesehen. Somit erhöht sich infolge des Ausschaltens des PMOS-Transistors 212 der Widerstandswert des variablen Widerstands 200, und infolge des Einschaltens des PMOS-Transistors 212 verringert sich der Widerstandswert des variablen Widerstands 200.One end of the resistor 210 is connected to the wiring L, the other end is connected to the input node N1. The resistor 211 and the series-connected PMOS transistor 212 are provided with the resistor 210 in leakage current parallel connection. Thus, the resistance value of the variable resistor 200 increases due to the PMOS transistor 212 turning off, and the resistance value of the variable resistor 200 decreases due to the PMOS transistor 212 turning on.

In einer vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Widerstandswert des variablen Widerstands 200, wenn der PMOS-Transistor 212 ausgeschaltet ist (d.h. ein Widerstandswert 210), als ein Widerstandswert Ra bezeichnet, und der Widerstandswert des variablen Widerstands 200, wenn der PMOS-Transistor 212 eingeschaltet ist (d.h. ein kombinierter Widerstandswert der Widerstände 210 und 211), wird als ein Widerstandswert Rb bezeichnet. In diesem Fall ist ein Einschaltwiderstand des PMOS-Transistors 212 ausreichend kleiner als der Widerstandswert des Widerstands 211, und der Widerstandswert des Widerstands 211 ist ausreichend kleiner als der Widerstandswert des Widerstands 210. Dementsprechend ist in einer vorliegenden Ausführungsform der Widerstandswert Ra der Widerstandswert des Widerstands 210, und der Widerstandswert Rb ist im Wesentlichen der Widerstandswert des Widerstands 211.In a present embodiment of the present invention, the resistance value of variable resistor 200 when PMOS transistor 212 is off (ie, a resistance value 210) is referred to as a resistance value Ra, and the resistance value of variable resistor 200 when PMOS transistor 212 is on (ie, a combined resistance of resistors 210 and 211) is referred to as a resistance Rb. In this case, an on-resistance of the PMOS transistor 212 is sufficiently smaller than the resistance value of the resistor 211, and the resistance value of the resistor 211 is sufficiently smaller than the resistance value of the resistor 210. Accordingly, in a present embodiment, the resistance value Ra is the resistance value of the resistor 210, and the resistance Rb is essentially the resistance of resistor 211.

Der Eingangsknoten N1 entspricht einem „vorher festgelegten Knoten“, der Widerstand 210 entspricht einem „ersten Widerstand“, der Widerstand 211 entspricht einem „zweiten Widerstand“, und der PMOS-Transistor 212 entspricht einem „Schalter“.The input node N1 corresponds to a "predetermined node", the resistor 210 corresponds to a "first resistor", the resistor 211 corresponds to a "second resistor", and the PMOS transistor 212 corresponds to a "switch".

==Spannungserzeugungsschaltung 201====Voltage generating circuit 201==

Die Spannungserzeugungsschaltung 201 legt eine Spannung V1 mit einem vorher festgelegten Pegel an den Eingangsknoten N1 an, nachdem sie einen Strom von dem variablen Widerstand 200 erhalten hat, und enthält fünf Dioden D1 bis D5 und eine Zenerdiode 220. Es ist zu beachten, dass die Dioden D1 bis D5 einer „zweiten Diode“ entsprechen.The voltage generating circuit 201 applies a voltage V1 of a predetermined level to the input node N1 after receiving a current from the variable resistor 200, and includes five diodes D1 to D5 and a zener diode 220. It should be noted that the diodes D1 to D5 correspond to a "second diode".

Der variable Widerstand 200, die Dioden D1 bis D5 und die Zenerdiode 220 sind in Reihe geschaltet. Wenn also die Versorgungsspannung Vcc an die Verdrahtung L angelegt wird und der Strom aus dem variablen Widerstand 200 fließt, wird die Spannung V1 am Eingangsknoten N1 wie folgt durch die folgende Formel (1) angegeben.
V1 = Vz + 5 × Vf

Figure DE112021000325T5_0001
wobei „Vz“ eine Durchschlagspannung der Zenerdiode 220 ist und „Vf“ eine Durchlassspannung der Dioden D1 bis D5 ist.The variable resistor 200, the diodes D1 to D5 and the zener diode 220 are connected in series. That is, when the supply voltage Vcc is applied to the wiring L and the current flows out of the variable resistor 200, the voltage V1 at the input node N1 is given by the following formula (1) as follows.
V1 = Vz + 5 × vf
Figure DE112021000325T5_0001
where “Vz” is a breakdown voltage of the zener diode 220 and “Vf” is a forward voltage of the diodes D1 to D5.

==Ausgangsschaltung 202====Output Circuit 202==

Die Ausgangsschaltung 202 gibt die Stromversorgungsspannung Vreg1 auf der Grundlage der Spannung V1 am Eingangsknoten N1 aus und enthält eine Vorspannungserzeugungsschaltung 230, eine Stehspannungsschaltung 231, NPN-Transistoren 232 und 233 und einen Widerstand 234.The output circuit 202 outputs the power supply voltage Vreg1 based on the voltage V1 at the input node N1 and includes a bias voltage generation circuit 230, a withstand voltage circuit 231, NPN transistors 232 and 233, and a resistor 234.

Die Vorspannungserzeugungsschaltung 230 erzeugt eine Vorspannung V3 auf der Grundlage der Spannung V1 am Eingangsknoten N1 und enthält einen NPN-Transistor 240, Widerstände 241 und 242 sowie drei Dioden D6 bis D8.The bias voltage generating circuit 230 generates a bias voltage V3 based on the voltage V1 at the input node N1 and includes an NPN transistor 240, resistors 241 and 242, and three diodes D6 to D8.

Der NPN-Transistor 240 hat eine Basiselektrode, die die Spannung V1 empfängt, und eine Emitterelektrode, mit der die Dioden D6 bis D8 über die Widerstände 241 und 242 verbunden sind. Somit wird von der Emitter-Elektrode des NPN-Transistors 240 eine Spannung V2 ausgegeben, die durch die folgende Formel (2) angegeben wird.
V2 = V1 Vbe = Vz + 5 × Vf Vbe

Figure DE112021000325T5_0002
wobei „Vbe“ eine Basis-Emitter-Spannung des NPN-Transistors 240 ist. In der Vorspannungserzeugungsschaltung 230 wird eine Spannungsdifferenz zwischen einer Durchlassspannung „3×Vf“ der drei Dioden D6 bis D8 und der Spannung V2 durch eine Spannungsteilerschaltung geteilt, die mit den Widerständen 241 und 242 eingerichtet ist. Die Vorspannung V3 an einem Knoten, mit dem die Widerstände 241 und 242 verbunden sind, wird also durch die folgende Formel (3) angegeben.
V3 = 3 × Vf + ( V2 3 × Vf ) × ( R2 / ( R1 + R2 ) ) = 3 × Vf + ( Vz + 2 × Vf Vbe ) × ( R2 / ( R1 + R2 ) )
Figure DE112021000325T5_0003
wobei „R1“ ein Widerstandswert des Widerstands 241 ist und „R2“ ein Widerstandswert des Widerstands 242 ist.The NPN transistor 240 has a base electrode which receives the voltage V1 and an emitter electrode to which the diodes D6 to D8 are connected via the resistors 241 and 242. Thus, a voltage V2 given by the following formula (2) is output from the emitter electrode of the NPN transistor 240 .
v2 = V1 Vbe = Vz + 5 × vf Vbe
Figure DE112021000325T5_0002
where "Vbe" is a base-emitter voltage of NPN transistor 240 . In the bias voltage generating circuit 230, a voltage difference between a forward voltage “3×Vf” of the three diodes D6 to D8 and the voltage V2 is divided by a voltage dividing circuit configured with the resistors 241 and 242. Thus, the bias voltage V3 at a node to which the resistors 241 and 242 are connected is given by the following formula (3).
V3 = 3 × vf + ( v2 3 × vf ) × ( R2 / ( R1 + R2 ) ) = 3 × vf + ( Vz + 2 × vf Vbe ) × ( R2 / ( R1 + R2 ) )
Figure DE112021000325T5_0003
where "R1" is a resistance value of the resistor 241 and "R2" is a resistance value of the resistor 242.

Die Stehspannungsschaltung 231 schützt die NPN-Transistoren 232 und 233 vor einer Überspannung und enthält vier Dioden D9 bis D12, die in Reihe verbunden sind.The withstand voltage circuit 231 protects the NPN transistors 232 and 233 from an overvoltage and includes four diodes D9 to D12 connected in series.

Eine Emitterelektrode des NPN-Transistors 232 ist mit einer Basiselektrode des NPN-Transistors 233 verbunden, und eine Kollektorelektrode des NPN-Transistors 232 ist mit einer Kollektorelektrode des NPN-Transistors 233 verbunden. Dementsprechend sind die NPN-Transistoren 232 und 233 gemäß einer vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Darlingtonschaltung vorgesehen und können somit eine größere Last treiben. Es ist zu beachten, dass jeder der NPN-Transistoren 232 und 233 einem „zweiten Transistor“ entspricht.An emitter electrode of NPN transistor 232 is connected to a base electrode of NPN transistor 233 and a collector electrode of NPN transistor 232 is connected to a collector electrode of NPN transistor 233 . Accordingly, according to a present embodiment of the present invention, the NPN transistors 232 and 233 are provided as a Darlington circuit and thus can drive a larger load. Note that each of NPN transistors 232 and 233 corresponds to a "second transistor".

Wie oben beschrieben, wird die Spannung V3 in einer ersten Stufe an die Basiselektrode des NPN-Transistors 232 angelegt, und somit wird die durch die folgende Formel (4) angegebene Versorgungsspannung Vreg1 von der Emitter-Elektrode des NPN-Transistors 233 ausgegeben.
Vreg1 = V3 2 × Vbe = ( 3 × Vf + ( Vz + 2 × Vf Vbe ) × ( R2 / ( R1 + R2 ) ) 2 × Vbe

Figure DE112021000325T5_0004
As described above, the voltage V3 is applied to the base electrode of the NPN transistor 232 in a first stage, and thus the supply voltage Vreg1 indicated by the following formula (4) is output from the emitter electrode of the NPN transistor 233.
Reg1 = V3 2 × Vbe = ( 3 × vf + ( Vz + 2 × vf Vbe ) × ( R2 / ( R1 + R2 ) ) 2 × Vbe
Figure DE112021000325T5_0004

Der Widerstand 234 ist ein Element zur gleichmäßigen Erzeugung der Versorgungsspannung Vreg1. Wenn kein Widerstand 234 vorhanden ist, erreicht der durch die NPN-Transistoren 232 und 233 fließende Strom infolge des lastfreien Zustands der Stromversorgungsschaltung 40a den Wert Null. Somit wird die Erzeugung der Versorgungsspannung Vreg1 gestoppt.The resistor 234 is an element for uniformly generating the supply voltage Vreg1. When there is no resistor 234, the current flowing through the NPN transistors 232 and 233 becomes zero due to the no-load state of the power supply circuit 40a. Thus, the generation of the supply voltage Vreg1 is stopped.

Wenn der Strom in diesem Zustand durch die Last der Stromversorgungsschaltung 40a zu fließen beginnt, dauert es eine Weile, bis die Stromversorgungsschaltung 40a die Stromversorgungsspannung Vreg1 erzeugt.In this state, when the current starts flowing through the load of the power supply circuit 40a, it takes a while for the power supply circuit 40a to generate the power supply voltage Vreg1.

In einer vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung fließt der Strom weiterhin durch den Widerstand 234, selbst wenn der Lastzustand der Stromversorgungsschaltung 40a keine Last (no load) aufweist. Somit kann die Stromversorgungsschaltung 40a unabhängig vom Zustand der Last der Stromversorgungsschaltung 40a stetig eine vorher festgelegte Stromversorgungsspannung Vreg1 erzeugen.In a present embodiment of the present invention, current continues to flow through resistor 234 even when the load condition of power supply circuit 40a is no load. Thus, the power supply circuit 40a can stably generate a predetermined power supply voltage Vreg1 regardless of the state of the load of the power supply circuit 40a.

Ein Temperaturkoeffizient der Durchschlagspannung „Vz“ der Zenerdiode 220 ist positiv, und ein Temperaturkoeffizient der Durchlassspannung „Vf“ der Dioden D1 bis D12 ist negativ. Ein Temperaturkoeffizient der Basis-Emitter-Spannung „Vbe“ ist negativ.A temperature coefficient of breakdown voltage “Vz” of zener diode 220 is positive, and a temperature coefficient of forward voltage “Vf” of diodes D1 to D12 is negative. A temperature coefficient of the base-emitter voltage "Vbe" is negative.

In einer vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden als Widerstände 241 und 242 Widerstände desselben Typs (z. B. Polysilizium) mit demselben Temperaturkoeffizienten verwendet. Dementsprechend kann der Temperaturkoeffizient des Terms „R2/(R1 + R2)“ in Formel (4) im Wesentlichen ignoriert werden.In a present embodiment of the present invention, as resistors 241 and 242, resistors of the same type (e.g. polysilicon) with the same temperature coefficient are used. Accordingly, the temperature coefficient of the term “R2/(R1+R2)” in Formula (4) can be largely ignored.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beispielsweise die Anzahl der Dioden D1 bis D12 auf der Grundlage der Formel (4) so angepasst, dass die Stromversorgungsspannung Vreg1 temperaturkompensiert ist. Dementsprechend ist der Pegel der Stromversorgungsspannung Vreg1 unabhängig von der Temperatur konstant. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Stromversorgungsspannung Vreg1 auf einen gewünschten Pegel einzustellen, indem das Widerstandsverhältnis der Widerstände 241 und 242 geändert wird.For example, in an embodiment of the present invention, the number of diodes D1 to D12 is adjusted based on the formula (4) so that the power supply voltage Vreg1 is temperature-compensated. Accordingly, the level of the power supply voltage Vreg1 is constant regardless of the temperature. In an embodiment of the present invention, by changing the resistance ratio of the resistors 241 and 242, it is possible to adjust the power supply voltage Vreg1 to a desired level.

Beispielsweise enthält die Stromversorgungsschaltung 40a die NPN-Transistoren 232 und 233 in Darlingtonschaltung, so dass die Ausgangsstromfähigkeit hoch ist. Außerdem kann die Stromversorgungsschaltung 40a die temperaturkompensierte Stromversorgungsspannung Vreg1 auf einem vorher festgelegten Pegel (zum Beispiel „5 V“) bereitstellen.For example, the power supply circuit 40a includes the NPN transistors 232 and 233 in Darlington connection, so that the output current capability is high. In addition, the power supply circuit 40a may provide the temperature-compensated power supply voltage Vreg1 at a predetermined level (e.g., “5V”).

==Anpassungsschaltung 203====Matching circuit 203==

Die Anpassungsschaltung 203 stellt den Widerstandswert des variablen Widerstands 200 auf der Grundlage der Stromversorgungsspannung Vreg1 ein. Insbesondere verringert die Anpassungsschaltung 203 infolge des Anhaltens der Erzeugung der Stromversorgungsspannung Vreg1 den Widerstandswert des variablen Widerstands 200. Andererseits erhöht die Anpassungsschaltung 203 infolge einer vorher festgelegten Zeitdauer T, die seit Beginn der Erzeugung der Stromversorgungsspannung Vreg1 verstrichen ist, den Widerstandswert des variablen Widerstands 200.The adjusting circuit 203 adjusts the resistance value of the variable resistor 200 based on the power supply voltage Vreg1. In particular, the adjustment circuit 203 reduces the resistance value of the variable resistor 200 as a result of stopping generation of the power supply voltage Vreg1. On the other hand, the adjustment circuit 203 increases the resistance value of the variable resistor 200 as a result of a predetermined period of time T that has elapsed from the start of generation of the power supply voltage Vreg1.

Die Anpassungsschaltung 203 enthält eine Erfassungsschaltung 250 und eine Steuerschaltung 251. Die Erfassungsschaltung 250 erfasst, ob die vorher festgelegte Zeitdauer T seit Beginn der Erzeugung der Stromversorgungsspannung Vreg1 verstrichen ist, und enthält Widerstände 260 und 271, einen Kondensator 261, einen NMOS-Transistor 270 und eine Diode 272. In einer vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entspricht der Widerstand 260 einem „dritten Widerstand“, der NMOS-Transistor 270 entspricht einem „ersten Transistor“ und die Diode 272 entspricht einer „ersten Diode“.The matching circuit 203 includes a detection circuit 250 and a control circuit 251. The detection circuit 250 detects whether the predetermined time T has elapsed from the start of generation of the power supply voltage Vreg1, and includes resistors 260 and 271, a capacitor 261, an NMOS transistor 270 and a diode 272. In a present embodiment of the present invention, resistor 260 corresponds to a "third resistor", NMOS transistor 270 corresponds to a "first transistor", and diode 272 corresponds to a "first diode".

Der Widerstand 260 und der Kondensator 261 bilden eine Integratorschaltung, die die Stromversorgungsspannung Vreg1 integriert. Eine Gate-Elektrode des NMOS-Transistors 270 ist mit einem Knoten verbunden, mit dem der Widerstand 260 und der Kondensator 261 verbunden sind. Der NMOS-Transistor 270 und der Widerstand 271 bilden einen Inverter. Wenn eine Ladespannung Vx1 des Kondensators 261 kleiner als eine Schwellenspannung Vth des NMOS-Transistors 270 ist, wird eine Spannung Vx2, die ein Ausgangswert des Inverters ist, hoch. Andererseits nimmt infolge der Ladespannung Vx1, die die Schwellenspannung Vth des NMOS-Transistors 270 überschreitet, die Spannung Vx2 einen niedrigen Wert ein.The resistor 260 and the capacitor 261 form an integrator circuit that integrates the power supply voltage Vreg1. A gate of NMOS transistor 270 is connected to a node to which resistor 260 and capacitor 261 are connected. The NMOS transistor 270 and the resistor 271 form an inverter. When a charged voltage Vx1 of the capacitor 261 is smaller than a threshold voltage Vth of the NMOS transistor 270, a voltage Vx2, which is an output value of the inverter, becomes high. On the other hand, due to the charging voltage Vx1 exceeding the threshold voltage Vth of the NMOS transistor 270, the voltage Vx2 becomes low.

Die Diode 272 entlädt den Kondensator 261 zum Beispiel infolge des Stoppens der Erzeugung der Versorgungsspannung Vreg1 und des Absenkens der Versorgungsspannung Vreg1. Einzelheiten zu einem Betrieb der Diode 272 werden später beschrieben.The diode 272 discharges the capacitor 261 as a result of stopping generation of the power supply voltage Vreg1 and lowering the power supply voltage Vreg1, for example. Details of an operation of the diode 272 will be described later.

Die Steuerschaltung 251 steuert das Ein- und Ausschalten des PMOS-Transistors 212 im variablen Widerstand 200 in Abhängigkeit von der Spannung Vx2. Die Steuerschaltung 251 enthält einen PMOS-Transistor 280 und einen Widerstand 281, die einen Inverter konfigurieren. So bewirkt die Steuerschaltung 251 beispielsweise infolge des Anhaltens der Erzeugung der Stromversorgungsspannung Vreg1 und des Hochgehens der Spannung Vx2, dass eine Spannung Vx3, die ein Ausgang des Inverters ist, niedrig wird. Infolgedessen wird der PMOS-Transistor 212 eingeschaltet, und der Widerstandswert des variablen Widerstands 200 ergibt einen Wert, der dem kombinierten Widerstand der Widerstände 210 und 211 entspricht.The control circuit 251 controls the on and off of the PMOS transistor 212 in the variable resistor 200 depending on the voltage Vx2. The control circuit 251 includes a PMOS transistor 280 and a resistor 281 configuring an inverter. For example, the control circuit 251 causes a voltage Vx3, which is an output of the inverter, to go low as a result of stopping the generation of the power supply voltage Vreg1 and going high the voltage Vx2. As a result, the PMOS transistor 212 is turned on, and the resistance value of the variable resistor 200 becomes a value corresponding to the combined resistance of the resistors 210 and 211.

Andererseits bewirkt die Steuerschaltung 251 infolge der vorher festgelegten Zeitdauer T, die seit dem Beginn der Erzeugung der Stromversorgungsspannung Vreg1 verstrichen ist, und des Absinkens der Spannung Vx2, dass die Spannung Vx3 hoch ist. Infolgedessen wird der PMOS-Transistor 212 abgeschaltet, und der Widerstandswert des variablen Widerstands 200 ergibt den großen Widerstandswert Ra(>Rb).On the other hand, the control circuit 251 causes the voltage Vx3 to be high due to the predetermined time T elapsed from the start of generation of the power supply voltage Vreg1 and the lowering of the voltage Vx2. As a result, the PMOS transistor 212 is turned off, and the resistance value of the variable resistor 200 becomes the large resistance value Ra(>Rb).

Beispielsweise werden die Werte des Widerstands 260 und des Kondensators 261 so gewählt, dass die vorher festgelegte Zeitdauer T gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung länger ist als eine Zeitdauer von dem Zeitpunkt, an dem die Erzeugung der Stromversorgungsspannung Vreg1 begonnen wird, bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Pegel der Stromversorgungsspannung Vreg1 einen Sollwert (beispielsweise 5 V) erreicht. Dementsprechend ist es in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, den Anlaufstrom der Stromversorgungsschaltung 40a zuverlässig zu erhöhen, so dass die Stromversorgungsspannung Vreg1 einen Sollwert erreicht.For example, the values of the resistor 260 and the capacitor 261 are selected so that the predetermined period of time T is longer than a period of time from when generation of the power supply voltage Vreg1 is started to when the power supply voltage Vreg1 is started to be generated, according to an embodiment of the present invention. at which the level of the power supply voltage Vreg1 reaches a target value (e.g. 5 V). Accordingly, in an embodiment of the present invention, it is possible to reliably increase the starting current of the power supply circuit 40a so that the power supply voltage Vreg1 reaches a target value.

<<<Beispiel für den Betrieb der Stromversorgungsschaltung 40a>>><<<Example of operation of power supply circuit 40a>>>

7 zeigt ein Schaubild zur Beschreibung eines Vorgangs, wenn die Stromversorgungsspannung Vcc bereitgestellt wird, um dadurch die Stromversorgungsschaltung 40a in Betrieb zu nehmen. Zunächst steigt zum Zeitpunkt t10 infolge des Anlegens der Versorgungsspannung Vcc von außerhalb des Schaltungssteuerungs-IC 20 der Pegel der Versorgungsspannung Vcc der Verdrahtung L an, und die Erzeugung der Versorgungsspannung Vreg1 wird ebenfalls gestartet. In einer vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist unter einem „Zeitpunkt, an dem die Erzeugung der Stromversorgungsspannung Vreg1 gestartet wird“ beispielsweise ein Zeitpunkt zu verstehen, zu dem die Stromversorgungsspannung Vcc zum Betrieb der Stromversorgungsschaltung 40a an die Verdrahtung L angelegt wird (in diesem Fall der Zeitpunkt t10). 7 FIG. 12 is a diagram for describing an operation when the power supply voltage Vcc is supplied to thereby operate the power supply circuit 40a. First, at time t10, due to the application of the power supply voltage Vcc from the outside of the circuit control IC 20, the level of the power supply voltage Vcc of the wiring L rises, and generation of the power supply voltage Vreg1 is also started. In a present embodiment of the present invention, “timing when generation of power supply voltage Vreg1 is started” means, for example, timing when power supply voltage Vcc is applied to wiring L (in this case, the wiring L) to operate power supply circuit 40a Time t10).

Ab dem Zeitpunkt t10 steigt der Pegel der Stromversorgungsspannung Vreg1 allmählich an. Da jedoch die Ladespannung Vx1 des Kondensators 261 niedriger ist als die Schwellenspannung Vth des NMOS-Transistors 270, ist der NMOS-Transistor 270 ausgeschaltet. Wenn in diesem Zustand der Pegel der Versorgungsspannung Vcc ansteigt, steigt die Spannung Vx2 an dem Knoten, an dem der NMOS-Transistor 270 und der Widerstand 271 verbunden sind, ebenfalls allmählich an.From time t10, the level of power supply voltage Vreg1 gradually rises. However, since the charged voltage Vx1 of the capacitor 261 is lower than the threshold voltage Vth of the NMOS transistor 270, the NMOS transistor 270 is turned off. In this state, when the level of the power supply voltage Vcc rises, the voltage Vx2 at the node where the NMOS transistor 270 and the resistor 271 are connected also rises gradually.

Zum Beispiel steigt zum Zeitpunkt t11 infolge des Erreichens eines Sollwerts der Versorgungsspannung Vcc (z. B. 20 V) auch die Spannung Vx2 an. Zu diesem Zeitpunkt ist der PMOS-Transistor 280 der Steuerschaltung 251 ausgeschaltet, und die Spannung Vx3 ist niedrig. Dementsprechend wird der PMOS-Transistor 212 des variablen Widerstands 200 infolge eines Anstiegs der Versorgungsspannung Vcc eingeschaltet, und der Widerstandswert des variablen Widerstands 200 ergibt den kleinen Widerstandswert Rb.For example, at time t11, as a result of the supply voltage Vcc reaching a target value (e.g. 20 V), the voltage Vx2 also rises. At this point, PMOS transistor 280 is the Control circuit 251 is off and voltage Vx3 is low. Accordingly, the PMOS transistor 212 of the variable resistor 200 is turned on due to an increase in the power supply voltage Vcc, and the resistance value of the variable resistor 200 becomes the small resistance value Rb.

Da ein großer Strom vom variablen Widerstand 200 zu den NPN-Transistoren 232 und 233 in Darlingtonschaltung über den Eingangsknoten N1 fließt, steigt die Versorgungsspannung Vreg1 schnell an. Infolgedessen erreicht der Pegel der Versorgungsspannung Vreg1 zum Beispiel zum Zeitpunkt t12 einen Sollwert (zum Beispiel 5 V).Since a large current flows from the variable resistor 200 to the NPN Darlington-connected transistors 232 and 233 via the input node N1, the power supply voltage Vreg1 rises rapidly. As a result, the level of the power supply voltage Vreg1 reaches a target value (for example, 5 V) at time t12, for example.

In einer vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird angenommen, dass beispielsweise eine Zeitspanne vom Beginn der Erzeugung der Stromversorgungsspannung Vreg1 bis zum Erreichen des Sollwerts durch den Pegel der Stromversorgungsspannung Vreg1 (Zeitspanne von Zeitpunkt t10 bis t12) eine „Anlaufzeit“ der Stromversorgungsschaltung 40a ist. Es wird auch angenommen, dass der Strom, der in der Anlaufzeit der Stromversorgungsschaltung 40a von der Verdrahtung L zum Eingangsknoten N1 durch den variablen Widerstand 200 fließt, ein „Anlaufstrom“ ist.In a present embodiment of the present invention, it is assumed that, for example, a period from the start of generation of the power supply voltage Vreg1 until the level of the power supply voltage Vreg1 reaches the target value (period from time t10 to t12) is a “startup time” of the power supply circuit 40a. It is also assumed that the current flowing through the variable resistor 200 from the wiring L to the input node N1 at the start-up time of the power supply circuit 40a is “start-up current”.

Zum Zeitpunkt t13, an dem die vorher festgelegte Zeitdauer T seit dem Zeitpunkt t10 verstrichen ist, erreicht der Pegel der Spannung Vx1 die Schwellenspannung Vth des NMOS-Transistors 270, und somit wird der NMOS-Transistor 270 eingeschaltet. Infolgedessen wird die Spannung Vx2 der Erfassungsschaltung 250 niedrig, und die Steuerschaltung 251 bewirkt, dass die Spannung Vx3 hoch wird. Infolge des Abschaltens des PMOS-Transistors 212 ergibt der Widerstandswert des variablen Widerstands 200 den großen Widerstandswert Ra(>Rb). Dadurch wird die Leitungsregelung der Stromversorgungsschaltung 40a im Vergleich zum Fall des Widerstandswertes Rb verbessert. Einzelheiten hierzu werden später beschrieben.At time t13 when the predetermined time T has elapsed from time t10, the level of voltage Vx1 reaches the threshold voltage Vth of NMOS transistor 270, and thus NMOS transistor 270 is turned on. As a result, the voltage Vx2 of the detection circuit 250 becomes low and the control circuit 251 causes the voltage Vx3 to become high. As a result of turning off the PMOS transistor 212, the resistance value of the variable resistor 200 becomes the large resistance value Ra(>Rb). This improves the conduction regulation of the power supply circuit 40a compared to the case of the resistance value Rb. Details of this will be described later.

Infolge der Unterbrechung der Zufuhr der Stromversorgungsspannung Vcc zum Zeitpunkt t14 fällt der Pegel der Stromversorgungsspannung Vreg1 ebenfalls schnell ab, und schließlich wird auch die Erzeugung der Stromversorgungsspannung Vreg1 eingestellt. Infolgedessen fällt auch der Pegel der Versorgungsspannung Vreg1 schnell ab. In diesem Fall hat die Diode 272 eine Kathodenelektrode, die mit der Emitterelektrode des NPN-Transistors 233 verbunden ist, der ein Ausgangsknoten der Stromversorgungsschaltung 40a ist, und eine Anodenelektrode, die mit dem Kondensator 261 verbunden ist. Dementsprechend wird bei einer Verringerung der Stromversorgungsspannung Vreg1 die Diode 272 eingeschaltet, um dadurch den Kondensator 261 zu entladen.As a result of stopping the supply of the power supply voltage Vcc at time t14, the level of the power supply voltage Vreg1 also falls rapidly, and eventually the generation of the power supply voltage Vreg1 also stops. As a result, the level of the supply voltage Vreg1 also drops rapidly. In this case, the diode 272 has a cathode electrode connected to the emitter electrode of the NPN transistor 233, which is an output node of the power supply circuit 40a, and an anode electrode connected to the capacitor 261. Accordingly, when the power supply voltage Vreg1 decreases, the diode 272 is turned on to thereby discharge the capacitor 261. FIG.

Infolge der Entladung des Kondensators 261 fällt die Ladespannung Vx1 auf eine Spannung ab, die niedriger ist als die Schwellenspannung Vth (zum Beispiel im Wesentlichen 0 V), und somit wird der NMOS-Transistor 270 ausgeschaltet. Infolgedessen wird der Knoten, an dem der NMOS-Transistor 270 und der Widerstand 271 verbunden sind, über den Widerstand 271 auf die Versorgungsspannung Vcc angehoben, und somit wird der PMOS-Transistor 280 ausgeschaltet.Due to the discharge of the capacitor 261, the charging voltage Vx1 drops to a voltage lower than the threshold voltage Vth (for example, substantially 0 V), and thus the NMOS transistor 270 is turned off. As a result, the node at which the NMOS transistor 270 and the resistor 271 are connected is boosted to the power supply voltage Vcc via the resistor 271, and thus the PMOS transistor 280 is turned off.

In diesem Zustand wird infolge der Wiederaufnahme der Versorgungsspannung Vcc beispielsweise die Spannung Vx2 hoch und die Spannung Vx3 niedrig, und somit wird der PMOS-Transistor 212 des variablen Widerstands 200 eingeschaltet. Daher kann die Anpassungsschaltung 203 in 7 zum Zeitpunkt t14, der ein Zeitpunkt ist, zu dem die Zufuhr der Stromversorgungsspannung Vcc gestoppt wird, den Widerstandswert des variablen Widerstands 200 auf den kleinen Widerstand Rb einstellen. Dementsprechend kann in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Anlaufstrom der Stromversorgungsschaltung 40a bei Erhalt der Versorgungsspannung Vcc erhöht werden.In this state, due to the resumption of the supply voltage Vcc, for example, the voltage Vx2 becomes high and the voltage Vx3 becomes low, and thus the PMOS transistor 212 of the variable resistor 200 is turned on. Therefore, the matching circuit 203 in 7 at time t14, which is a time when the supply of the power supply voltage Vcc is stopped, set the resistance value of the variable resistor 200 to the small resistance Rb. Accordingly, in an embodiment of the present invention, the starting current of the power supply circuit 40a can be increased while maintaining the power supply voltage Vcc.

<<<Anlaufzeit>>><<<start-up time>>>

8 zeigt ein Schaubild zur Beschreibung einer Beziehung zwischen dem Widerstandswert des variablen Widerstands 200 und der Anlaufzeit. Wie oben beschrieben, ist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Widerstandswert des variablen Widerstands 200 beim Einschalten der Stromversorgungsschaltung 40a der kleine Widerstandswert Rb, und somit ergibt sich eine Wellenform der Stromversorgungsspannung Vreg1, die durch die durchgezogene Linie in 8 angezeigt wird. 8th FIG. 12 is a graph for describing a relationship between the resistance value of the variable resistor 200 and the rise time. As described above, in an embodiment of the present invention, the resistance value of the variable resistor 200 when the power supply circuit 40a is turned on is the small resistance value Rb, and thus a waveform of the power supply voltage Vreg1 indicated by the solid line in 8th is shown.

Wenn beispielsweise der Widerstandswert des variablen Widerstands 200 beim Anlaufen der Stromversorgungsschaltung 40a der große Widerstandswert Ra(>Rb) ist, sinkt der Wert des Anlaufstroms. Infolgedessen sinkt in der Stromversorgungsschaltung 40a in 6 auch der Strom, der von der Verdrahtung L über den variablen Widerstand 200, den Eingangsknoten N1, den NPN-Transistor 240 und den Widerstand 241 an den NPN-Transistor 232 in Darlingtonschaltung. In einem solchen Fall erhöht sich die Anlaufzeit der Versorgungsspannung Vreg1, wie aus der Wellenform hervorgeht, die durch die strichpunktierte Linie in 8 dargestellt ist. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Widerstandswert des variablen Widerstands 200 beim Anlaufen der Stromversorgungsschaltung 40a der kleine Widerstandswert Rb, wodurch die Anlaufzeit der Stromversorgungsschaltung 40a reduziert werden kann.For example, when the resistance value of the variable resistor 200 is the large resistance value Ra(>Rb) when the power supply circuit 40a starts up, the value of the starting current decreases. As a result, in the power supply circuit 40a, in decreases 6 also the current flowing from the wiring L through the variable resistor 200, the input node N1, the NPN transistor 240 and the resistor 241 to the NPN transistor 232 in Darlington configuration. In such a case, the start-up time of the supply increases voltage Vreg1, as can be seen from the waveform indicated by the dot-dash line in 8th is shown. In an embodiment of the present invention, the resistance value of the variable resistor 200 at the start-up of the power supply circuit 40a is the small resistance value Rb, whereby the start-up time of the power supply circuit 40a can be reduced.

«<Leitungsregelung»>«<Line control»>

9 zeigt ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen dem Widerstandswert des variablen Widerstands 200 und der Leitungsregelung der Stromversorgungsschaltung 40a veranschaulicht. Wie in den vorstehenden Formeln (1) bis (4) beschrieben wurde, wird die Stromversorgungsspannung Vreg1 durch die an den Eingangsknoten N1 der Ausgangsschaltung 202 angelegte Spannung V1 beeinflusst. Die theoretische Formel für die Spannung V1 am Eingangsknoten N1 lautet V1 = Vz + 5 x Vf gemäß der Formel (1). Die Dioden D1 bis D5 und die Zenerdiode 220 enthalten jedoch einen parasitären Widerstand. Je kleiner der Widerstandswert des variablen Widerstands 200 wird, desto stärker wird die tatsächliche Spannung V1 durch den parasitären Widerstand der Diode D1 und dergleichen beeinflusst. 9 12 is a graph showing a relationship between the resistance value of the variable resistor 200 and the conduction regulation of the power supply circuit 40a. As described in the above formulas (1) to (4), the power supply voltage Vreg1 is affected by the voltage V1 applied to the input node N1 of the output circuit 202. FIG. The theoretical formula for the voltage V1 at the input node N1 is V1 = Vz + 5 x Vf according to the formula (1). However, the diodes D1 to D5 and the zener diode 220 contain a parasitic resistance. The smaller the resistance of the variable resistor 200 becomes, the more the actual voltage V1 is affected by the parasitic resistance of the diode D1 and the like.

Wie aus der gestrichelten Linie in 9 hervorgeht, steigt die Versorgungsspannung Vreg1 mit einem Anstieg der Versorgungsspannung Vcc stark an, wenn der Widerstandswert des variablen Widerstands 200 der kleine Widerstandswert Rb ist. Ist der Widerstandswert des variablen Widerstands 200 hingegen ein großer Widerstandswert Ra(>Rb), nehmen die Auswirkungen des parasitären Widerstands der Diode D1 und dergleichen ab. Infolgedessen ist, wie durch die durchgezogene Linie in 9 dargestellt, die Versorgungsspannung Vreg1 im Wesentlichen konstant (V1 = Vz + 5 × Vf), selbst wenn die Versorgungsspannung Vcc ansteigt.As can be seen from the dashed line in 9 shows, when the resistance value of the variable resistor 200 is the small resistance value Rb, the power supply voltage Vreg1 increases sharply with an increase in the power supply voltage Vcc. On the other hand, when the resistance value of the variable resistor 200 is a large resistance value Ra(>Rb), the effects of the parasitic resistance of the diode D1 and the like decrease. As a result, as indicated by the solid line in 9 1, the power supply voltage Vreg1 is substantially constant (V1=Vz+5×Vf) even when the power supply voltage Vcc increases.

In einer vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Widerstandswert Ra so eingestellt, dass er ausreichend größer ist als der Wert des parasitären Widerstands der Diode D1 und dergleichen, so dass die Auswirkungen des parasitären Widerstands der Diode D1 und dergleichen ignoriert werden können. Dementsprechend kann die Stromversorgungsschaltung 40a infolge des Hochfahrens der Stromversorgungsschaltung 40a und des Erreichens des großen Widerstandswerts Ra des variablen Widerstands 200, wie beispielsweise zum Zeitpunkt t13 in 7 angegeben, die Schwankung (d.h. die Leitungsregelung) der Stromversorgungsspannung Vreg1 reduzieren.In a present embodiment of the present invention, the resistance value Ra is set to be sufficiently larger than the value of the parasitic resistance of the diode D1 and the like so that the effects of the parasitic resistance of the diode D1 and the like can be ignored. Accordingly, as a result of the power supply circuit 40a starting up and the variable resistor 200 reaching the large resistance value Ra, such as at time t13 in FIG 7 specified, reduce the fluctuation (ie, line regulation) of the power supply voltage Vreg1.

<<<Beispiel für Stromversorgungsschaltung 40b>>><<<Example of power supply circuit 40b>>>

10 zeigt ein Schaubild, das eine Stromversorgungsschaltung 40b gemäß einer anderen Ausführungsform der Konfiguration der Stromversorgungsschaltung 40 veranschaulicht. Wie die Stromversorgungsschaltung 40a erzeugt die Stromversorgungsschaltung 40b eine temperaturkompensierte Stromversorgungsspannung Vreg2 (z. B. „5 V“) auf der Grundlage der Stromversorgungsspannung Vcc. Die Stromversorgungsschaltung 40b enthält einen variablen Widerstand 500, eine Spannungserzeugungsschaltung 501, eine Ausgangsschaltung 502 und eine Anpassungsschaltung 503. Die Elemente, die in 6 und 10 identisch sind, weisen die gleichen Referenznummern auf. 10 12 is a diagram illustrating a power supply circuit 40b according to another embodiment of the configuration of the power supply circuit 40. FIG. Like the power supply circuit 40a, the power supply circuit 40b generates a temperature-compensated power supply voltage Vreg2 (e.g., “5V”) based on the power supply voltage Vcc. The power supply circuit 40b includes a variable resistor 500, a voltage generating circuit 501, an output circuit 502 and a matching circuit 503. The elements shown in FIG 6 and 10 are identical have the same reference numbers.

==Variabler Widerstand 500====Variable resistor 500==

Der variable Widerstand 500 bestimmt einen Wert des Anlaufstroms für die Inbetriebnahme der Stromversorgungsschaltung 40b und ist zwischen der Verdrahtung L, die die Stromversorgungsspannung Vcc erhält, und einem Eingangsknoten N2 der Ausgangsschaltung 502 vorgesehen. Der variable Widerstand 500 ist eine Schaltung, deren Widerstandswert sich infolge einer Ausgabe von der Anpassungsschaltung 503 ändert, und enthält Widerstände 510 bis 512 und einen PMOS-Transistor 513.The variable resistor 500 determines a value of starting current for starting the power supply circuit 40b and is provided between the wiring L receiving the power supply voltage Vcc and an input node N2 of the output circuit 502. FIG. The variable resistor 500 is a circuit whose resistance value changes in response to an output from the matching circuit 503, and includes resistors 510 to 512 and a PMOS transistor 513.

Die Widerstände 510 und 511 sind in Reihe geschaltet und zwischen der Verdrahtung L und dem Eingangsknoten N2 vorgesehen. Der Widerstand 512 und der in Reihe geschaltete PMOS-Transistor 513 sind mit den Widerständen 510 und 511 in Parallelschaltung vorgesehen. Somit erhöht sich infolge des Ausschaltens des PMOS-Transistors 513 der Widerstandswert des variablen Widerstands 500, und infolge des Einschaltens des PMOS-Transistors 513 verringert sich der Widerstandswert des variablen Widerstands 500.The resistors 510 and 511 are connected in series and provided between the wiring L and the input node N2. The resistor 512 and the series-connected PMOS transistor 513 are provided with the resistors 510 and 511 connected in parallel. Thus, the resistance value of the variable resistor 500 increases due to the PMOS transistor 513 turning off, and the resistance value of the variable resistor 500 decreases due to the PMOS transistor 513 turning on.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Widerstandswert des variablen Widerstands 500, wenn der PMOS-Transistor 513 ausgeschaltet ist, als ein Widerstandswert Rc bezeichnet, und der Widerstandswert des variablen Widerstands 500, wenn der PMOS-Transistor 513 eingeschaltet ist, wird als ein Widerstandswert Rd bezeichnet. In diesem Fall ist ein Einschaltwiderstand des PMOS-Transistors 513 ausreichend kleiner als der Widerstandswert des Widerstands 512, und der Widerstandswert des Widerstands 512 ist ausreichend kleiner als der Widerstandswert des kombinierten Widerstands der Widerstände 510 und 511. Dementsprechend entspricht in einer vorliegenden Ausführungsform der Widerstandswert Rc dem Widerstandswert des kombinierten Widerstands der Widerstände 510 und 511, und der Widerstandswert Rd entspricht im Wesentlichen dem Widerstandswert des Widerstands 512.In an embodiment of the present invention, the resistance value of the variable resistor 500 when the PMOS transistor 513 is turned off is referred to as a resistance value Rc, and the resistance value of the variable resistor 500 when the PMOS transistor 513 is turned on is referred to as a resistance value Rd denoted. In this case, an on-resistance of the PMOS transistor 513 is sufficiently less than the resistance of resistor 512, and the resistance of resistor 512 is sufficiently less than the resistance of the combined resistance of resistors 510 and 511. Accordingly, in a present embodiment, the resistance Rc corresponds to the resistance of the combined resistance of resistors 510 and 511 , and the resistance value Rd essentially corresponds to the resistance value of the resistor 512.

Der Eingangsknoten N2 entspricht einem „vorher festgelegten Knoten“, der kombinierte Widerstand der Widerstände 510 und 511 entspricht einem „ersten Widerstand“, der Widerstand 512 entspricht einem „zweiten Widerstand“, und der PMOS-Transistor 513 entspricht einem „Schalter“.The input node N2 corresponds to a "predetermined node", the combined resistance of the resistors 510 and 511 corresponds to a "first resistance", the resistor 512 corresponds to a "second resistance", and the PMOS transistor 513 corresponds to a "switch".

==Spannungserzeugungsschaltung 501====Voltage Generation Circuit 501==

Die Spannungserzeugungsschaltung 501 erzeugt mit dem variablen Widerstand 500 eine Spannung V10, V11 mit einem vorher festgelegten Pegel, um die Ausgangsschaltung 502 zu betreiben. Die Spannungserzeugungsschaltung 501 enthält die vier Dioden D1 bis D4 und die Zenerdiode 220. Der PMOS-Transistor 513 des variablen Widerstands 500 wird zu einem Zeitpunkt ausgeschaltet, nachdem die Stromversorgungsschaltung 40b in Betrieb genommen wurde und die Versorgungsspannung Vreg2 einen Sollwert (zum Beispiel 5 V) erreicht hat. Einzelheiten hierzu werden später beschrieben. Daher wird hier hauptsächlich ein Zustand beschrieben, in dem der PMOS-Transistor 513 ausgeschaltet ist und der variable Widerstand 500 der kombinierte Widerstand der Widerstände 510 und 511 ist.The voltage generating circuit 501 generates a voltage V10, V11 of a predetermined level with the variable resistor 500 to operate the output circuit 502. FIG. The voltage generating circuit 501 includes the four diodes D1 to D4 and the zener diode 220. The PMOS transistor 513 of the variable resistor 500 is turned off at a time after the power supply circuit 40b is operated and the power supply voltage Vreg2 reaches a set value (for example, 5 V). has reached. Details of this will be described later. Therefore, a state where the PMOS transistor 513 is off and the variable resistor 500 is the combined resistance of the resistors 510 and 511 will be mainly described here.

Die Widerstände 510 und 511 des variablen Widerstands 500, die Dioden D1 bis D4 und die Zenerdiode 220 sind in Reihe geschaltet. In einem Zustand, in dem die Versorgungsspannung Vcc an die Verdrahtung L angelegt wird, ist ein Strom I, der durch die Widerstände 510 und 511 fließt, durch die Formel (5) wie folgt angegeben.
I = ( Vcc ( Vz + 4 × Vf ) ) / ( R10 + R11 )

Figure DE112021000325T5_0005
wobei „R10“ ein Widerstandswert des Widerstands 510 ist und „R11“ ein Widerstandswert des Widerstands 511 ist. Die Spannung V10 an einem Knoten, an dem die Widerstände 510 und 511 verbunden sind, ist somit durch die Formel (6) angegeben: V10 = Vcc R10 × I .
Figure DE112021000325T5_0006
The resistors 510 and 511 of the variable resistor 500, the diodes D1 to D4 and the zener diode 220 are connected in series. In a state where the power supply voltage Vcc is applied to the wiring L, a current I flowing through the resistors 510 and 511 is given by the formula (5) as follows.
I = ( Vcc ( Vz + 4 × vf ) ) / ( R10 + R11 )
Figure DE112021000325T5_0005
where “R10” is a resistance value of the resistor 510 and “R11” is a resistance value of the resistor 511. The voltage V10 at a node where resistors 510 and 511 are connected is thus given by formula (6): V10 = Vcc R10 × I .
Figure DE112021000325T5_0006

Die Spannung V11 am Eingangsknoten N2, an dem der Widerstand 511 und die Diode D1 verbunden sind, ergibt sich aus der Formel (7): V11 = Vz + 4 × Vf

Figure DE112021000325T5_0007
The voltage V11 at the input node N2, where the resistor 511 and the diode D1 are connected, is given by the formula (7): V11 = Vz + 4 × vf
Figure DE112021000325T5_0007

Die Spannungserzeugungsschaltung 501 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die vier Dioden D1 bis D4. Wenn jedoch die Anzahl der Dioden zunimmt, übersteigt der Pegel der Spannung V11 den Pegel der Stromversorgungsspannung Vcc. Dementsprechend muss in der Spannungserzeugungsschaltung 501 die Anzahl der Dioden so eingestellt werden, dass der Pegel der Spannung V11 niedriger ist als der Pegel der Stromversorgungsspannung Vcc.The voltage generating circuit 501 according to an embodiment of the present invention includes the four diodes D1 to D4. However, as the number of diodes increases, the level of voltage V11 exceeds the level of power supply voltage Vcc. Accordingly, in the voltage generating circuit 501, the number of diodes must be adjusted so that the level of the voltage V11 is lower than the level of the power supply voltage Vcc.

==Ausgabeschaltung 502====Output circuit 502==

Die Ausgangsschaltung 502 gibt die Stromversorgungsspannung Vreg2 auf der Grundlage der Spannung V11 am Eingangsknoten N2 aus und enthält eine Vorspannungserzeugungsschaltung 520, eine Stehspannungsschaltung 521, die NPN-Transistoren 232 und 233 und den Widerstand 234.The output circuit 502 outputs the power supply voltage Vreg2 based on the voltage V11 at the input node N2, and includes a bias voltage generation circuit 520, a withstand voltage circuit 521, the NPN transistors 232 and 233, and the resistor 234.

Die Vorspannungserzeugungsschaltung 520 erzeugt eine Spannung V12, V14 mit einem vorher festgelegten Pegel und enthält die NPN-Transistoren 530 und 531, die Widerstände 241 und 242 und die drei Dioden D6 bis D8.Bias voltage generating circuit 520 generates a voltage V12, V14 of a predetermined level and includes NPN transistors 530 and 531, resistors 241 and 242, and three diodes D6 to D8.

Der NPN-Transistor 530 hat eine Basiselektrode, die die Spannung V10 empfängt, und eine Emitterelektrode, mit der der NPN-Transistor 531 verbunden ist. Der NPN-Transistor 530 arbeitet also als Emitter-Folgeglied. Dementsprechend wird von der Emitter-Elektrode des NPN-Transistors 530 die durch die folgende Formel (8) gegebene Spannung V12 ausgegeben. Im Folgenden wird eine Basis-Emitter-Spannung der NPN-Transistoren 530 und 531 als „Vbe“ bezeichnet: V12 = V10 Vbe

Figure DE112021000325T5_0008
NPN transistor 530 has a base electrode that receives voltage V10 and an emitter electrode to which NPN transistor 531 is connected. The NPN transistor 530 thus operates as an emitter follower. Accordingly, the emitter electrode of the NPN transistor 530 is represented by the following Formula (8) given voltage V12 output. Hereinafter, a base-emitter voltage of NPN transistors 530 and 531 is denoted as “Vbe”: V12 = V10 Vbe
Figure DE112021000325T5_0008

Der NPN-Transistor 531 hat eine Basiselektrode, die die Spannung V11 empfängt, und eine Emitterelektrode, mit der die Dioden D6 bis D8 über die Widerstände 241 und 242 verbunden sind. Der NPN-Transistor 531 arbeitet also auch als Emitter-Folgeglied. Dementsprechend wird von der Emitter-Elektrode des NPN-Transistors 531 eine Spannung V13 ausgegeben, die durch die folgende Formel (9) gegeben ist.
V13 = V11 Vbe = Vz + 4 × Vf Vbe

Figure DE112021000325T5_0009
The NPN transistor 531 has a base electrode which receives the voltage V11 and an emitter electrode to which the diodes D6 to D8 are connected via the resistors 241 and 242. The NPN transistor 531 also works as an emitter follower. Accordingly, a voltage V13 given by the following formula (9) is output from the emitter electrode of the NPN transistor 531 .
V13 = V11 Vbe = Vz + 4 × vf Vbe
Figure DE112021000325T5_0009

In der Vorspannungserzeugungsschaltung 520 wird eine Spannungsdifferenz zwischen der Durchlassspannung „3xVf“ der drei Dioden D6 bis D8 und der Spannung V13 durch die Spannungsteilerschaltung, die mit den Widerständen 241 und 242 eingerichtet ist, geteilt. Die Vorspannung V14 an einem Knoten, mit dem die Widerstände 241 und 242 verbunden sind, ist also durch die folgende Formel (10) gegeben: V14 = 3 × Vf + ( V2 3 × Vf ) × ( R2 / ( R1 + R2 ) ) = 3 × Vf + ( Vz + 2 × Vf Vbe ) × ( R2 / ( R1 + R2 ) )

Figure DE112021000325T5_0010
In the bias voltage generating circuit 520, a voltage difference between the forward voltage "3xVf" of the three diodes D6 to D8 and the voltage V13 is divided by the voltage dividing circuit configured with the resistors 241 and 242. Thus, the bias voltage V14 at a node to which the resistors 241 and 242 are connected is given by the following formula (10): V14 = 3 × vf + ( v2 3 × vf ) × ( R2 / ( R1 + R2 ) ) = 3 × vf + ( Vz + 2 × vf Vbe ) × ( R2 / ( R1 + R2 ) )
Figure DE112021000325T5_0010

Die Anzahl der Dioden in der Spannungserzeugungsschaltung 501 beträgt vier. Verringert sich jedoch die Anzahl der Dioden, sinken die Spannungen an den Spannungen V10 und V11, und folglich steigen eine Kollektor-Emitter-Spannung Vce1 des NPN-Transistors 530 und eine Kollektor-Emitter-Spannung Vce2 des NPN-Transistors 531.The number of diodes in the voltage generating circuit 501 is four. However, as the number of diodes decreases, voltages across voltages V10 and V11 decrease, and consequently a collector-emitter voltage Vce1 of NPN transistor 530 and a collector-emitter voltage Vce2 of NPN transistor 531 increase.

Um zu verhindern, dass die Spannungen Vce1 und Vce2 ihre jeweiligen Spannungsfestigkeiten überschreiten, muss die Anzahl (x) der Dioden in der Spannungserzeugungsschaltung 501 die folgende Bedingung erfüllen: Vcc Vz + x × Vf + ( Vce1m + Vce2m ) Vbe

Figure DE112021000325T5_0011
wobei die Spannungen Vce1m und Vce2m in der Formel (11) Spannungswerte sind, die die Stehspannungen der Spannungen Vce1 bzw. Vce2 angeben.In order to prevent the voltages Vce1 and Vce2 from exceeding their respective withstand voltages, the number (x) of diodes in the voltage generating circuit 501 must satisfy the following condition: Vcc Vz + x × vf + ( Vce1m + Vce2m ) Vbe
Figure DE112021000325T5_0011
where the voltages Vce1m and Vce2m in the formula (11) are voltage values indicating the withstand voltages of the voltages Vce1 and Vce2, respectively.

Die Stehspannungsschaltung 521 schützt die NPN-Transistoren 232 und 233 vor einer Überspannung und enthält einen NPN-Transistor 540 und zwei Dioden D9 und D10, die in Reihe geschaltet sind. Der NPN-Transistor 540 hat eine Basiselektrode, die die Spannung V12 empfängt, und eine Emitterelektrode, mit der die Dioden D9 und D10 verbunden sind. Somit arbeitet der NPN-Transistor 540 als Emitter-Folgeglied.The withstand voltage circuit 521 protects the NPN transistors 232 and 233 from an overvoltage and includes an NPN transistor 540 and two diodes D9 and D10 connected in series. NPN transistor 540 has a base electrode that receives voltage V12 and an emitter electrode to which diodes D9 and D10 are connected. Thus, NPN transistor 540 operates as an emitter follower.

Die Anordnung, die durch die NPN-Transistoren 232 und 233 in Darlingtonschaltung, und den Widerstand 234 gebildet wird, ist die gleiche wie in 6, und somit ist es möglich, eine große Last zu betreiben. Wie oben beschrieben, wird die Spannung V14 an die Basiselektrode des NPN-Transistors 232 in der ersten Stufe angelegt, und somit wird die durch die nachstehende Formel (12) gegebene Versorgungsspannung Vreg2 von der Emitterelektrode des NPN-Transistors 233 ausgegeben.
Vreg2 = V14 2 × Vbe ( 3 × Vf Vbe ) × ( R2 / R1 + R2 ) ) ) 2 × Vbe

Figure DE112021000325T5_0012
The arrangement formed by the NPN transistors 232 and 233 in Darlington connection, and the resistor 234 is the same as in FIG 6 , and thus it is possible to operate a large load. As described above, the voltage V14 is applied to the base electrode of the NPN transistor 232 in the first stage, and thus the supply voltage Vreg2 given by the formula (12) below is output from the emitter electrode of the NPN transistor 233.
Reg2 = V14 2 × Vbe ( 3 × vf Vbe ) × ( R2 / R1 + R2 ) ) ) 2 × Vbe
Figure DE112021000325T5_0012

Da der Widerstand 234 ein Element zur stetigen Erzeugung der Stromversorgungsspannung Vreg2 ist, kann die Stromversorgungsschaltung 40b wie bei der Stromversorgungsschaltung 40a unabhängig vom Zustand der Last eine vorher festgelegte Stromversorgungsspannung Vreg2 stetig erzeugen.Since the resistor 234 is an element for continuously generating the power supply voltage Vreg2, the power supply circuit 40b can continuously generate a predetermined power supply voltage Vreg2, like the power supply circuit 40a, regardless of the state of the load.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden beispielsweise die Anzahlen der Dioden D1 bis D4 und D6 bis D8 auf der Grundlage der Formel (12) eingestellt, sodass die Stromversorgungsspannung Vreg2 temperaturkompensiert ist. Dementsprechend ist die Höhe der Versorgungsspannung Vreg2 unabhängig von der Temperatur konstant. Ferner ist es beispielsweise möglich, die Versorgungsspannung Vreg2 auf einen vorher festgelegten Pegel einzustellen, indem das Widerstandsverhältnis zwischen den Widerständen 241 und 242 verändert wird.For example, in an embodiment of the present invention, the numbers of diodes D1 to D4 and D6 to D8 are adjusted based on the formula (12) so that the power supply voltage Vreg2 is temperature-compensated. Accordingly, the level of the supply voltage Vreg2 is constant regardless of the temperature. Furthermore, it is possible, for example, the supply voltage Set Vreg2 to a predetermined level by changing the resistance ratio between resistors 241 and 242.

Beispielsweise enthält die Stromversorgungsschaltung 40b wie die Stromversorgungsschaltung 40a die NPN-Transistoren 232 und 233 in Darlingtonschaltung, so dass die Ausgangsstromfähigkeit hoch ist und es möglich ist, die temperaturkompensierte Stromversorgungsspannung Vreg2 auf einem vorher festgelegten Niveau (beispielsweise „5 V“) auszugeben.For example, like the power supply circuit 40a, the power supply circuit 40b includes the NPN transistors 232 and 233 in Darlington connection, so that the output current capability is high and it is possible to output the temperature-compensated power supply voltage Vreg2 at a predetermined level (e.g., “5 V”).

Ferner muss in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die folgende Bedingung erfüllt sein: Vcc Vf × y + Vce3m + Vce4m + Vreg2

Figure DE112021000325T5_0013
wobei Vce3m die Emitter-Kollektor-Stehspannung des NPN-Transistors 530 ist, Vce4m die Emitter-Kollektor-Stehspannung des NPN-Transistors 233 ist und y die Anzahl der Dioden ist, die in der Stehspannungsschaltung 521 enthalten sind.Furthermore, in an embodiment of the present invention, the following condition must be met: Vcc vf × y + Vce3m + Vce4m + Reg2
Figure DE112021000325T5_0013
where Vce3m is the emitter-collector withstand voltage of NPN transistor 530, Vce4m is the emitter-collector withstand voltage of NPN transistor 233, and y is the number of diodes included in withstand voltage circuit 521.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die NPN-Transistoren 232 und 233 in Darlingtonschaltung auch bei einem hohen Pegel der Stromversorgungsspannung Vcc in geeigneter Weise zu schützen, indem beispielsweise die Anzahl der Dioden in der Stehspannungsschaltung 521 angepasst wird.In an embodiment of the present invention, it is possible to properly protect the NPN Darlington-connected transistors 232 and 233 even at a high level of the power supply voltage Vcc by adjusting the number of diodes in the withstand voltage circuit 521, for example.

==Anpassungsschaltung 503====Matching Circuit 503==

Die Anpassungsschaltung 503 stellt den Widerstandswert des variablen Widerstands 500 auf der Grundlage der Stromversorgungsspannung Vreg2 ein. Insbesondere verringert die Anpassungsschaltung 503 infolge des Anhaltens der Erzeugung der Stromversorgungsspannung Vreg2 den Widerstandswert des variablen Widerstands 500. Andererseits erhöht die Anpassungsschaltung 503 infolge der vorher festgelegten Zeitdauer T, die seit Beginn der Erzeugung der Stromversorgungsspannung Vreg2 verstrichen ist, den Widerstandswert des variablen Widerstands 500.The adjusting circuit 503 adjusts the resistance value of the variable resistor 500 based on the power supply voltage Vreg2. In particular, the adjustment circuit 503 reduces the resistance value of the variable resistor 500 as a result of stopping generation of the power supply voltage Vreg2. On the other hand, the adjustment circuit 503 increases the resistance value of the variable resistor 500 as a result of the predetermined time T that has elapsed from the start of generation of the power supply voltage Vreg2.

Die Anpassungsschaltung 503 verwendet eine später beschriebene Stromspiegelschaltung, die den Kondensator 261 anstelle des Widerstands 260 der Anpassungsschaltung 203 in 6 auflädt, und enthält eine Erfassungsschaltung 550 und die Steuerschaltung 251.The matching circuit 503 uses a later-described current mirror circuit that uses the capacitor 261 in place of the resistor 260 of the matching circuit 203 in 6 charges, and includes a detection circuit 550 and the control circuit 251.

Die Erfassungsschaltung 550 erfasst, ob die vorher festgelegte Zeitdauer T seit Beginn der Erzeugung der Stromversorgungsspannung Vreg2 verstrichen ist, und enthält PMOS-Transistoren 600 und 601, Widerstände 271 und 602, den Kondensator 261, einen NMOS-Transistor 270 und eine Diode 272. Vergleicht man die Anpassungsschaltung 203 und die Anpassungsschaltung 503, so sind deren Konfigurationen mit Ausnahme der PMOS-Transistoren 600 und 601 und des Widerstands 602 identisch. Daher werden hier hauptsächlich die PMOS-Transistoren 600 und 601 sowie der Widerstand 602 beschrieben.The detection circuit 550 detects whether the predetermined time T has elapsed from the start of generation of the power supply voltage Vreg2, and includes PMOS transistors 600 and 601, resistors 271 and 602, the capacitor 261, an NMOS transistor 270 and a diode 272. Compares Considering the matching circuit 203 and the matching circuit 503, their configurations except for the PMOS transistors 600 and 601 and the resistor 602 are identical. Therefore, the PMOS transistors 600 and 601 and the resistor 602 will be mainly described here.

Die PMOS-Transistoren 600 und 601 und der Widerstand 602 konfigurieren die „Stromspiegelschaltung“, die auf der Grundlage der Stromversorgungsspannung Vreg2 arbeitet. Dementsprechend gibt der PMOS-Transistor 601 infolge des Anstiegs der Versorgungsspannung Vreg2, beispielsweise auf einen Sollwert, einen vorher festgelegten Strom aus. In einer vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Größenverhältnis zwischen den PMOS-Transistoren 600 und 601 so eingestellt, dass ein Strom des PMOS-Transistors 601 kleiner ist als ein Strom des PMOS-Transistors 600.The PMOS transistors 600 and 601 and the resistor 602 configure the “current mirror circuit” that operates based on the power supply voltage Vreg2. Accordingly, the PMOS transistor 601 outputs a predetermined current as a result of the rise in the supply voltage Vreg2, for example to a target value. In a present embodiment of the present invention, the size ratio between the PMOS transistors 600 and 601 is adjusted so that a current of the PMOS transistor 601 is smaller than a current of the PMOS transistor 600.

Der Wert des Stroms des PMOS-Transistors 601 wird so eingestellt, dass die vorher festgelegte Zeitdauer T von der Aufladung des Kondensators 261 bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Ladespannung Vx1 die Schwellenspannung des NMOS-Transistors 270 erreicht, länger ist als die Anlaufzeit der Stromversorgungsspannung Vreg2. Dementsprechend ist es in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, den Anlaufstrom der Stromversorgungsschaltung 40b zuverlässig derart zu erhöhen, dass die Stromversorgungsspannung Vreg2 einen Sollwert erreicht.The value of the current of the PMOS transistor 601 is adjusted so that the predetermined length of time T from the charging of the capacitor 261 until the charging voltage Vx1 reaches the threshold voltage of the NMOS transistor 270 is longer than the start-up time of the Power supply voltage Vreg2. Accordingly, in an embodiment of the present invention, it is possible to reliably increase the starting current of the power supply circuit 40b so that the power supply voltage Vreg2 reaches a target value.

Wie bei der Anpassungsschaltung 203 stellt die Anpassungsschaltung 503 beim Anfahren der Stromversorgungsschaltung 40b den Widerstandswert des variablen Widerstands 500 auf den kleinen Widerstandswert Rc ein, und wenn die vorher festgelegte Zeitdauer T seit Beginn der Erzeugung der Stromversorgungsspannung Vreg2 verstrichen ist, stellt die Anpassungsschaltung 503 den Widerstandswert des variablen Widerstands 500 auf den großen Widerstandswert Rd ein. Dementsprechend ist es möglich, wie bei der Stromversorgungsschaltung 40a, die Leitungsregelung der Stromversorgungsschaltung 40b zu verbessern.As with the matching circuit 203, when the power supply circuit 40b starts up, the matching circuit 503 sets the resistance value of the variable resistor 500 to the small resistance value Rc, and when the predetermined time T has elapsed from the start of generation of the power supply voltage Vreg2, the matching circuit 503 sets the resistance value of variable resistor 500 to the large resistance value Rd. Accordingly, like the power supply circuit 40a, it is possible to improve the conduction regulation of the power supply circuit 40b.

<<<Beispiel für Stromversorgungsschaltung 40c>>><<<Example of power supply circuit 40c>>>

11 zeigt ein Schaubild, das ein Beispiel für eine Stromversorgungsschaltung 40c gemäß einer anderen Ausführungsform der Stromversorgungsschaltung 40 veranschaulicht. In diesem Fall hat die Stromversorgungsschaltung 40c eine Ausgangsstromfähigkeit, die kleiner ist als die Ausgangsstromfähigkeit der Stromversorgungsschaltung 40a. Die Stromversorgungsschaltung 40c enthält einen NMOS-Transistor 800 und eine Stromquelle 801. 11 12 is a diagram illustrating an example of a power supply circuit 40c according to another embodiment of the power supply circuit 40. FIG. In this case, the power supply circuit 40c has an output current capability that is smaller than the output current capability of the power supply circuit 40a. The power supply circuit 40c includes an NMOS transistor 800 and a current source 801.

Der NMOS-Transistor 800 und die Stromquelle 801 bilden ein Source-Folgeglied. So wird von einer Sourceelektrode des NMOS-Transistors 800 eine Versorgungsspannung Vreg3 ausgegeben, die einer Vorspannung Vbias entspricht, die an eine Gate-Elektrode des NMOS-Transistors 800 angelegt wird.The NMOS transistor 800 and the current source 801 form a source follower. Thus, from a source electrode of the NMOS transistor 800, a supply voltage Vreg3 corresponding to a bias voltage Vbias applied to a gate electrode of the NMOS transistor 800 is output.

<<<Beispiel für die Wellenform beim Einschalten des IGBT 31>>><<<Example of waveform when IGBT 31 turns on>>>

12 zeigt ein Schaubild, das ein Ergebnis eines Vergleichs zwischen einem Fall der Verwendung der Stromversorgungsschaltung 40a und einem Fall der Verwendung der Stromversorgungsschaltung 40c in dem Schaltungssteuerungs-IC 20 veranschaulicht. 12 FIG. 12 is a diagram illustrating a result of comparison between a case of using the power supply circuit 40a and a case of using the power supply circuit 40c in the circuit control IC 20. FIG.

«Fall der Verwendung der Stromversorgungsschaltung 40a»«Case of using the power supply circuit 40a»

Zunächst wird eine Änderung der Stromversorgungsspannung Vreg1 beschrieben, wenn der Schaltungssteuerungs-IC 20 die Stromversorgungsschaltung 40a verwendet.First, a change in the power supply voltage Vreg1 when the circuit control IC 20 uses the power supply circuit 40a will be described.

Infolge der Betätigung des Schaltungssteuerungs-IC 20, um dadurch den Low-Side-IGBT 31 zum Beispiel zum Zeitpunkt ta einzuschalten, wird die Spannung Vs wie oben beschrieben zu einer negativen Spannung. Infolgedessen fließt der „Leckagestrom“ von dem Anschluss GND zum Anschluss S in 1, und somit steigt der Strom, der zur Signalausgangsschaltung 42 fließt. Es ist zu beachten, dass die Stromversorgungsschaltung 40a, wie oben beschrieben, die NPN-Transistoren 232 und 233 in Darlingtonschaltung enthält. Somit kann die Stromversorgungsschaltung 40a einen großen Strom bereitstellen und gleichzeitig die Versorgungsspannung Vreg1 auf einem Sollwert anheben.As a result of operating the circuit control IC 20 to thereby turn on the low-side IGBT 31 at time ta, for example, the voltage Vs becomes a negative voltage as described above. As a result, the “leakage current” flows from the GND terminal to the S in terminal 1 , and thus the current flowing to the signal output circuit 42 increases. It should be noted that the power supply circuit 40a includes the NPN transistors 232 and 233 in Darlington configuration as described above. Thus, the power supply circuit 40a can supply a large current while raising the supply voltage Vreg1 to a target value.

Infolgedessen kann die Stromversorgungsschaltung 40a, wie durch die durchgezogene Linie in 12 dargestellt, einen starken Abfall der Stromversorgungsspannung Vreg1 verhindern, wodurch der Betrieb des Schaltungssteuerungs-IC 20 stabilisiert werden kann.As a result, the power supply circuit 40a, as indicated by the solid line in FIG 12 shown, the power supply voltage Vreg1 can be prevented from dropping sharply, whereby the operation of the circuit control IC 20 can be stabilized.

«Fall der Verwendung der Stromversorgungsschaltung 40c»«Case of using the power supply circuit 40c»

Als nächstes wird eine Änderung der Stromversorgungsspannung Vreg3 beschrieben, wenn der Schaltungssteuerungs-IC 20 die Stromversorgungsschaltung 40c verwendet. In diesem Fall wird davon ausgegangen, dass der Schaltungssteuerungs-IC 20, der die Stromversorgungsschaltung 40c verwendet, aktiviert wird, um dadurch den Low-Side-IGBT 31 zu einem Zeitpunkt der vorstehenden Zeit ta einzuschalten.Next, a change in the power supply voltage Vreg3 when the circuit control IC 20 uses the power supply circuit 40c will be described. In this case, it is assumed that the circuit control IC 20 using the power supply circuit 40c is activated to thereby turn on the low-side IGBT 31 at a timing of the above time ta.

Infolge des Einschaltens des IGBT 31 fließt der „Leckagestrom“ von dem Anschluss GND zum Anschluss S, und somit steigt der Strom, der zur Signalausgangsschaltung 42 fließt.As a result of the IGBT 31 turning on, the “leakage current” flows from the GND terminal to the S terminal, and thus the current flowing to the signal output circuit 42 increases.

Die Ausgangsstabilität der Stromversorgungsschaltung 40c ist im Vergleich zu der der Stromversorgungsschaltung 40a schlecht. Aus diesem Grund fällt die Stromversorgungsspannung Vreg3 der Stromversorgungsschaltung 40c bei einem Anstieg des zur Signalausgangsschaltung 42 fließenden Stroms stark ab, wie durch die gestrichelt-gepunktete Linie in 12 dargestellt. Je nach Höhe der Stromversorgungsspannung Vreg3 kommt es zu Fehlfunktionen der Signalausgangsschaltung 42, die z.B. das eingestellte Impulssignal S1 in einem falschen Timing ausgibt.The output stability of the power supply circuit 40c is poor compared to that of the power supply circuit 40a. For this reason, the power supply voltage Vreg3 of the power supply circuit 40c drops sharply with an increase in the current flowing to the signal output circuit 42, as shown by the chain line in FIG 12 shown. Depending on the magnitude of the power supply voltage Vreg3, malfunctions occur in the signal output circuit 42, which, for example, outputs the set pulse signal S1 at an incorrect timing.

Dementsprechend ist es bei dem Schaltungssteuerungs-IC 20, bei dem die Spannung Vs eine negative Spannung ist und der „Leckagestrom“ durch den Halbleiterbereich 120 zum Anschluss S fließt, bevorzugt, die Stromversorgungsschaltung 40a mit der hervorragenden Ausgangsstabilität zu verwenden. Mit der Verwendung der Stromversorgungsschaltung 40a kann der Schaltungssteuerungs-IC 20 den Betrieb des Schaltungssteuerungs-IC 20 stabilisieren.Accordingly, in the circuit control IC 20 in which the voltage Vs is a negative voltage and the “leakage current” flows through the semiconductor region 120 to the terminal S, it is preferable to use the power supply circuit 40a excellent in output stability. With the Using the power supply circuit 40a, the circuit control IC 20 can stabilize the operation of the circuit control IC 20.

Der Fall der Verwendung der Stromversorgungsschaltung 40a in dem Schaltungssteuerungs-IC 20 wurde hier beschrieben, jedoch enthält die Stromversorgungsschaltung 40b auch die mehreren Transistoren in Darlingtonschaltung. Dementsprechend ist es auch möglich, den Betrieb des Schaltungssteuerungs-IC 20 auch bei Verwendung der Stromversorgungsschaltung 40b zu stabilisieren.The case of using the power supply circuit 40a in the circuit control IC 20 has been described here, but the power supply circuit 40b also includes the plurality of Darlington-connected transistors. Accordingly, it is also possible to stabilize the operation of the circuit control IC 20 even when the power supply circuit 40b is used.

===Zusammenfassung======Summary===

Das Leistungsmodul 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde oben beschrieben. Der Widerstandswert des variablen Widerstands 200 der Stromversorgungsschaltung 40a nimmt beim Anfahren der Stromversorgungsschaltung 40a den kleinen Widerstandswert Rb an und nimmt danach den großen Widerstandswert Ra an. Dementsprechend ist es mit der Stromversorgungsschaltung 40a möglich, eine stabile Stromversorgungsspannung Vreg1 zu erzeugen und gleichzeitig die Anlaufzeit zu reduzieren.The power module 10 according to an embodiment of the present invention has been described above. The resistance value of the variable resistor 200 of the power supply circuit 40a becomes the small resistance value Rb when the power supply circuit 40a starts up, and thereafter becomes the large resistance value Ra. Accordingly, with the power supply circuit 40a, it is possible to generate a stable power supply voltage Vreg1 while reducing the start-up time.

Die Anpassungsschaltung 203 erhöht den Widerstandswert des variablen Widerstands 200, nachdem der Pegel der Ausgangsspannung Vreg1 einen Sollwert angenommen hat. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhöht sich der variable Widerstand 200 also nicht, bevor die Ausgangsspannung Vreg1 einen Sollwert annimmt, wodurch die Anlaufzeit zuverlässiger reduziert werden kann.The adjusting circuit 203 increases the resistance value of the variable resistor 200 after the level of the output voltage Vreg1 becomes a target value. That is, in an embodiment of the present invention, the variable resistor 200 does not increase before the output voltage Vreg1 reaches a target value, whereby the start-up time can be reduced more reliably.

Die Anpassungsschaltung 203 verringert den Widerstandswert des variablen Widerstands 200 infolge des Anhaltens der Erzeugung der Ausgangsspannung Vreg1. Dadurch ist es möglich, die Anlaufzeit zu verkürzen, wenn die Ausgangsspannung Vreg1 erzeugt wird, nachdem die Erzeugung der Ausgangsspannung Vreg1 gestoppt wurde.The matching circuit 203 decreases the resistance value of the variable resistor 200 as a result of stopping generation of the output voltage Vreg1. Thereby, it is possible to shorten the start-up time when the output voltage Vreg1 is generated after the generation of the output voltage Vreg1 is stopped.

Der variable Widerstand 200 kann zum Beispiel den Widerstand 210 und den PMOS-Transistor 212 enthalten, der mit dem Widerstand 210 in Parallelschaltung vorgesehen ist. Auch mit einer solchen Konfiguration ist es möglich, die Anlaufzeit zu verkürzen und auch die Leitungsregelung zu verbessern.The variable resistor 200 may include, for example, the resistor 210 and the PMOS transistor 212 provided with the resistor 210 in parallel. Even with such a configuration, it is possible to shorten the start-up time and also improve line regulation.

Wenn beispielsweise der Widerstand 211 im variablen Widerstand 200 nicht verwendet wird, wird eine Spannung, die im Wesentlichen der Stromversorgungsspannung Vcc entspricht, an den Eingangsknoten N1 angelegt, wenn die Stromversorgungsschaltung 40a anläuft. Dies kann dazu führen, dass die Stromversorgungsspannung Vreg1 einen Sollwert überschreitet. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beim Hochfahren der Stromversorgungsschaltung 40a die Stromversorgungsspannung Vcc über den Widerstand 211 des variablen Widerstands 200 an den Eingangsknoten N1 angelegt. Auf diese Weise kann ein Überschwingen der Stromversorgungsspannung Vreg1 beim Anlaufen der Stromversorgungsschaltung 40a verhindert werden.For example, when the resistor 211 is not used in the variable resistor 200, a voltage substantially equal to the power supply voltage Vcc is applied to the input node N1 when the power supply circuit 40a starts up. This may cause the power supply voltage Vreg1 to exceed a target value. In an embodiment of the present invention, when the power supply circuit 40a starts up, the power supply voltage Vcc is applied through the resistor 211 of the variable resistor 200 to the input node N1. In this way, the power supply voltage Vreg1 can be prevented from overshooting when the power supply circuit 40a starts up.

Die Anpassungsschaltung 203 kann zum Beispiel die Erfassungsschaltung 250, die erfasst, ob die vorher festgelegte Zeitdauer T seit dem Beginn der Erzeugung der Ausgangsspannung Vreg1 verstrichen ist, und die Steuerschaltung 251 enthalten, die den PMOS-Transistor 212 auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses der Erfassungsschaltung 250 steuert.The matching circuit 203 may include, for example, the detection circuit 250 that detects whether the predetermined time T has elapsed from the start of generation of the output voltage Vreg1, and the control circuit 251 that controls the PMOS transistor 212 based on the detection result of the detection circuit 250 controls.

Als Schaltung zur Messung der vorher festgelegten Zeitdauer T kann zum Beispiel eine Integratorschaltung verwendet werden. Im Falle einer Erhöhung der vorher festgelegten Zeitdauer T müssen jedoch ein Widerstand und dergleichen der Integratorschaltung erhöht werden. Die Erfassungsschaltung 550 lädt den Kondensator 261 zur Messung der vorher festgelegten Zeitdauer T mit einem kleinen Strom aus der Stromspiegelschaltung auf, wodurch die von der Erfassungsschaltung 550 im Schaltungssteuerungs-IC 20 zu belegende Fläche reduziert werden kann.An integrator circuit, for example, can be used as a circuit for measuring the predetermined period of time T. However, in case of an increase in the predetermined time T, a resistance and the like of the integrator circuit must be increased. The detection circuit 550 charges the capacitor 261 to measure the predetermined time T with a small current from the current mirror circuit, whereby the area to be occupied by the detection circuit 550 in the circuit control IC 20 can be reduced.

Weiterhin kann als Schaltung zur Messung der vorher festgelegten Zeitdauer T eine Integratorschaltung der Erfassungsschaltung 250 verwendet werden.Furthermore, as a circuit for measuring the predetermined length of time T, an integrator circuit of the detection circuit 250 can be used.

Die Spannungserzeugungsschaltung 201 enthält die Zenerdiode 220 und die Dioden D1 bis D5, wodurch die Stromversorgungsspannung Vreg1 temperaturkompensiert werden kann.The voltage generating circuit 201 includes the zener diode 220 and the diodes D1 to D5, whereby the power supply voltage Vreg1 can be temperature-compensated.

Die Ausgangsschaltung 202 enthält die zweistufigen NPN-Transistoren 232 und 233 in Darlingtonschaltung, wodurch die Stromtreiberfähigkeit erhöht werden kann.The output circuit 202 includes the two-level NPN transistors 232 and 233 in Darlington connection, whereby the current driving capability can be increased.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die zweistufigen Transistoren in Darlingtonschaltung die NPN-Transistoren 232 bzw. 233; es können jedoch beispielsweise auch PNP-Transistoren verwendet werden. Es ist zu beachten, dass ähnliche Effekte wie in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch erzielt werden können, wenn die Stromversorgungsschaltung 40a eine Konfiguration aufweist, die Transistoren in Darlingtonschaltung zum Beispiel in drei oder mehr Stufen enthält.In one embodiment of the present invention, the two-stage Darlington-connected transistors are NPN transistors 232 and 233, respectively; however, PNP transistors, for example, can also be used. Note that similar effects as in an embodiment of the present invention can also be obtained when the power supply circuit 40a has a configuration including Darlington-connected transistors in three or more stages, for example.

Es ist möglich, die Anlaufzeit zu reduzieren und die Leitungsregelung zu verbessern, auch wenn anstelle der Ausgangsschaltung 202, 502 eine übliche Source-Folgeglied-Schaltung und Emitter-Folgeglied-Schaltung verwendet wird.It is possible to reduce the start-up time and improve the conduction regulation even if a common source-follower circuit and emitter-follower circuit are used instead of the output circuit 202, 502.

In der Stromversorgungsschaltung 40b kann die Anpassungsschaltung 203 anstelle der Anpassungsschaltung 503 verwendet werden, und in der Stromversorgungsschaltung 40a kann die Anpassungsschaltung 503 anstelle der Anpassungsschaltung 203 verwendet werden.In the power supply circuit 40b, the matching circuit 203 can be used instead of the matching circuit 503, and in the power supply circuit 40a, the matching circuit 503 can be used instead of the matching circuit 203.

Die oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen lediglich dazu, das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, und sind in keiner Weise als Begrenzung der vorliegenden Erfindung zu verstehen. Die vorliegende Erfindung kann auf verschiedene Weise geändert oder abgewandelt werden, ohne von ihren wesentlichen Merkmalen abzuweichen, und umfasst Äquivalente davon.The above-described embodiments of the present invention are only intended to facilitate understanding of the present invention and are not to be construed as limiting the present invention in any way. The present invention can be variously changed or modified without departing from the essential characteristics thereof, and includes equivalents thereof.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Leistungsmodulpower module
2020
Schaltungssteuerungs-ICCircuit Control IC
2121
Halbbrückenschaltunghalf-bridge circuit
22,26122.261
Kondensatorcapacitor
30,3130.31
IGBTIGBT
40,40a-40c40:40a-40c
Stromversorgungsschaltungpower supply circuit
4141
Ladungspumpenschaltungcharge pump circuit
4242
Signalausgangsschaltungsignal output circuit
4343
Pegelwandlerschaltunglevel converter circuit
44,4544.45
Antriebsschaltungdrive circuit
5050
Eingangserkennungsschaltunginput detection circuit
5151
Filterschaltungfilter circuit
5252
Impulserzeugungsschaltungpulse generation circuit
6060
Logikschaltunglogic circuit
61, 6261, 62
Inverterinverters
70, 72, 270, 80070, 72, 270, 800
NMOS-TransistorNMOS transistor
71, 73, 212, 280, 513, 600, 60171, 73, 212, 280, 513, 600, 601
PMOS-TransistorPMOS transistor
100100
Halbleitersubstratsemiconductor substrate
110110
Gate-Elektrodegate electrode
111111
Sourceelektrodesource electrode
112112
Drainelektrodedrain electrode
113113
Substratelektrodesubstrate electrode
120120
Halbleiterbereichsemiconductor area
130, 140130, 140
Wannenbereichtub area
150, 160, 161150, 160, 161
Kontaktbereichcontact area
170170
Sourcebereichsource area
171171
Drainbereichdrain area
190, 191, 272, D1-D12190, 191, 272, D1-D12
Diodediode
200, 500200, 500
variabler Widerstandvariable resistance
201,501201,501
Spannungserzeugungsschaltungvoltage generating circuit
202,502202,502
Ausgangsschaltungoutput circuit
203,503203,503
Anpassungsschaltungmatching circuit
210, 211, 234, 241, 242, 260, 271,210, 211, 234, 241, 242, 260, 271,
WiderstandResistance
281, 510, 511, 512, 602, 621, 701 220281, 510, 511, 512, 602, 621, 701 220
Zenerdiodezener diode
232, 233, 240, 530, 531, 540232, 233, 240, 530, 531, 540
NPN-TransistorNPN transistor
231,521231,521
Stehspannungsschaltungwithstand voltage circuit
250,550250,550
Erfassungsschaltungdetection circuit
251,551251,551
Steuerschaltungcontrol circuit
801801
Stromquellepower source
LL
Verdrahtungwiring
N1, N2N1, N2
Eingangsknoteninput node

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • JP 2006159472 [0003]JP 2006159472 [0003]
  • JP 2020134007 [0009]JP 2020134007 [0009]

Claims (11)

Stromversorgungsschaltung, die dazu eingerichtet ist, eine Ausgangsspannung in Höhe eines Sollwerts aus einer Eingangsspannung zu erzeugen, wobei die Stromversorgungsschaltung, umfassend: einen variablen Widerstand, der zwischen einer Verdrahtung, die dazu eingerichtet ist, die Eingangsspannung zu erhalten, und einem vorher festgelegten Knoten vorgesehen ist; eine Spannungserzeugungsschaltung, die dazu eingerichtet ist, eine Spannung mit einem vorher festgelegten Pegel an den vorher festgelegten Knoten auf der Grundlage eines Stroms von dem variablen Widerstand anzulegen; eine Ausgangsschaltung, die dazu eingerichtet ist, die Ausgangsspannung in Höhe des Sollwerts auszugeben, wenn die Spannung mit dem vorher festgelegten Pegel an dem vorher festgelegten Knoten angelegt wird; und eine Anpassungsschaltung, die dazu eingerichtet ist, einen Widerstandswert des variablen Widerstands infolge einer vorher festgelegten Zeitdauer zu erhöhen, die seit dem Beginn der Erzeugung der Ausgangsspannung verstrichen ist.Power supply circuit that is set up to generate an output voltage at the level of a desired value from an input voltage, the power supply circuit comprising: a variable resistor provided between wiring configured to receive the input voltage and a predetermined node; a voltage generation circuit configured to apply a voltage of a predetermined level to the predetermined node based on a current from the variable resistor; an output circuit configured to output the output voltage of the target value when the voltage of the predetermined level is applied to the predetermined node; and an adjustment circuit configured to increase a resistance value of the variable resistor as a result of a predetermined time elapsed from the start of generation of the output voltage. Stromversorgungsschaltung gemäß Anspruch 1, wobei die vorher festgelegte Zeitdauer länger ist als eine Zeitdauer vom Beginn der Erzeugung der Ausgangsspannung bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Ausgangsspannung den Sollwert erreicht.Power supply circuit according to claim 1 , wherein the predetermined period of time is longer than a period of time from the start of generation of the output voltage until the point at which the output voltage reaches the target value. Stromversorgungsschaltung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Anpassungsschaltung ferner dazu eingerichtet ist, den Widerstandswert des variablen Widerstands infolge des Anhaltens der Erzeugung der Ausgangsspannung zu verringern.Power supply circuit according to claim 1 or 2 , wherein the matching circuit is further configured to decrease the resistance value of the variable resistor as a result of stopping generation of the output voltage. Stromversorgungsschaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der variable Widerstand Folgendes umfasst: einen ersten Widerstand, der zwischen der Verdrahtung und dem vorher festgelegten Knoten vorgesehen ist, und einen Schalter, der in Parallelschaltung zu dem ersten Widerstand vorgesehen ist, wobei die Anpassungsschaltung den Schalter infolge des Beginns der Erzeugung der Ausgangsspannung einschaltet und infolge der vorher festgelegten Zeitdauer, die seit dem Beginn der Erzeugung der Ausgangsspannung verstrichen ist, ausschaltet.Power supply circuit according to one of Claims 1 until 3 , wherein the variable resistor comprises: a first resistor provided between the wiring and the predetermined node, and a switch provided in parallel with the first resistor, the matching circuit switching the switch as a result of the start of generation of the output voltage turns on and turns off as a result of the predetermined amount of time elapsed from the start of output voltage generation. Stromversorgungsschaltung gemäß Anspruch 4, wobei der variable Widerstand ferner einen zweiten Widerstand enthält, der mit dem Schalter in Reihe geschaltet ist, wobei der zweite Widerstand einen Widerstandswert hat, der kleiner ist als der des ersten Widerstands.Power supply circuit according to claim 4 , wherein the variable resistor further includes a second resistor connected in series with the switch, the second resistor having a resistance less than that of the first resistor. Stromversorgungsschaltung gemäß Anspruch 5, wobei die Anpassungsschaltung, umfassend: eine Erfassungsschaltung, die dazu eingerichtet ist, zu erfassen, ob die vorher festgelegte Zeitdauer seit dem Beginn der Erzeugung der Ausgangsspannung verstrichen ist, und eine Steuerschaltung, die dazu eingerichtet ist, einen Zustand des Schalters auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses der Erfassungsschaltung zu steuern.Power supply circuit according to claim 5 , wherein the matching circuit comprising: a detection circuit configured to detect whether the predetermined period of time has elapsed from the start of generation of the output voltage; and a control circuit configured to determine a state of the switch based on a To control the detection result of the detection circuit. Stromversorgungsschaltung gemäß Anspruch 6, wobei die Erfassungsschaltung, umfassend: eine Stromspiegelschaltung, die dazu eingerichtet ist, die Ausgangsspannung zu erhalten und einen Strom zu erzeugen, einen Kondensator, der dazu eingerichtet ist, den von der Stromspiegelschaltung erzeugten Strom aufzunehmen, einen Transistor, der dazu eingerichtet ist, zu erkennen, ob die vorher festgelegte Zeitdauer seit dem Beginn der Erzeugung der Ausgangsspannung auf der Grundlage einer Ladespannung des Kondensators und einer vorher festgelegten Schwellenspannung verstrichen ist, und eine Diode, die zwischen einem Knoten zum Erhalten der Ausgangsspannung und dem Kondensator vorgesehen ist.Power supply circuit according to claim 6 , wherein the detection circuit comprising: a current mirror circuit configured to receive the output voltage and generate a current, a capacitor configured to absorb the current generated by the current mirror circuit, a transistor configured to detecting whether the predetermined period of time has elapsed from the start of generation of the output voltage based on a charging voltage of the capacitor and a predetermined threshold voltage, and a diode provided between a node for obtaining the output voltage and the capacitor. Stromversorgungsschaltung gemäß Anspruch 6, wobei die Erfassungsschaltung, umfassend: eine Integrierschaltung, die einen dritten Widerstand und einen Kondensator umfasst, wobei die Integrierschaltung dazu eingerichtet ist, die Ausgangsspannung zu integrieren, einen Transistor, der dazu eingerichtet ist, zu erkennen, ob die vorher festgelegte Zeitdauer seit dem Beginn der Erzeugung der Ausgangsspannung auf der Grundlage einer Ladespannung des Kondensators und einer vorher festgelegten Schwellenspannung verstrichen ist, und eine Diode, die zwischen einem Knoten zum Empfangen der Ausgangsspannung und dem Kondensator vorgesehen ist.Power supply circuit according to claim 6 , wherein the detection circuit comprising: an integrator circuit comprising a third resistor and a capacitor, the integrator circuit being arranged to integrate the output voltage, a transistor arranged to detect whether the predetermined period of time since the beginning generation of the output voltage has elapsed based on a charging voltage of the capacitor and a predetermined threshold voltage, and a diode provided between a node for receiving the output voltage and the capacitor. Stromversorgungsschaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Spannungserzeugungsschaltung eine Zenerdiode und mehrere Dioden umfasst, die mit der Zenerdiode in Reihe geschaltet sind.Power supply circuit according to one of Claims 1 until 8th wherein the voltage generating circuit includes a zener diode and a plurality of diodes connected in series with the zener diode. Stromversorgungsschaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Ausgangsschaltung mehrere Transistoren in Darlingtonschaltung enthält, die dazu eingerichtet sind, die Ausgangsspannung auf der Grundlage der Spannung mit dem vorher festgelegten Pegel zu erzeugen.Power supply circuit according to one of Claims 1 until 9 wherein the output circuit includes a plurality of Darlington-connected transistors configured to generate the output voltage based on the voltage at the predetermined level. Schaltsteuerschaltung, die dazu eingerichtet ist, das Schalten einer ersten Schaltvorrichtung auf einer Stromversorgungsseite und einer zweiten Schaltvorrichtung auf einer Masseseite zu steuern, wobei die erste und die zweite Schaltvorrichtung dazu eingerichtet sind, eine Last zu steuern, wobei die Schaltsteuerschaltung, umfassend: eine Signalausgangsschaltung, die dazu eingerichtet ist, infolge eines ihrer Eingangssignale ein Setzsignal zum Einschalten der ersten Schaltvorrichtung und ein Rücksetzsignal auszugeben, um die erste Schaltvorrichtung auszuschalten; eine Pegelwandlerschaltung, die dazu eingerichtet ist, einen Pegel sowohl des Setzsignals als auch des Rücksetzsignals zu verschieben; eine Antriebsschaltung, die dazu eingerichtet ist, die erste Schaltvorrichtung infolge eines Ausgangssignals von der Pegelwandlerschaltung anzusteuern; und eine Stromversorgungsschaltung, die dazu eingerichtet ist, eine Ausgangsspannung in Höhe eines Sollwerts aus einer entsprechenden Eingangsspannung zu erzeugen und die Ausgangsspannung als eine Stromversorgungsspannung der Signalausgangsschaltung bereitzustellen, wobei die Stromversorgungsschaltung folgendes umfasst: einen variablen Widerstand, der zwischen einer Verdrahtung, die dazu eingerichtet ist, die Eingangsspannung zu erhalten, und einem vorher festgelegten Knoten vorgesehen ist, eine Spannungserzeugungsschaltung, die dazu eingerichtet ist, eine Spannung mit einem vorher festgelegten Pegel auf der Grundlage eines Stroms von dem variablen Widerstand an den vorher festgelegten Knoten anzulegen, eine Ausgangsschaltung, die dazu eingerichtet ist, die Ausgangsspannung in Höhe des Sollwerts auszugeben, wenn die Spannung in Höhe des vorher festgelegten Pegels an dem vorher festgelegten Knoten angelegt wird, und eine Anpassungsschaltung, die dazu eingerichtet ist, einen Widerstandswert des variablen Widerstands infolge einer vorher festgelegten Zeitdauer zu erhöhen, die seit dem Beginn der Erzeugung der Ausgangsspannung verstrichen ist.A switching control circuit configured to control switching of a first switching device on a power supply side and a second switching device on a ground side, the first and second switching devices being configured to control a load, the switching control circuit comprising: a signal output circuit configured to output, in response to an input signal thereof, a set signal to turn on the first switching device and a reset signal to turn off the first switching device; a level conversion circuit configured to shift a level of each of the set signal and the reset signal; a drive circuit configured to drive the first switching device in response to an output signal from the level conversion circuit; and a power supply circuit that is set up to generate an output voltage at the level of a desired value from a corresponding input voltage and to provide the output voltage as a power supply voltage of the signal output circuit, the power supply circuit comprising the following: a variable resistor provided between wiring configured to receive the input voltage and a predetermined node, a voltage generating circuit configured to apply a voltage of a predetermined level to the predetermined node based on a current from the variable resistor, an output circuit configured to output the output voltage of the target value when the voltage of the predetermined level is applied to the predetermined node, and an adjustment circuit configured to increase a resistance value of the variable resistor as a result of a predetermined time elapsed from the start of generation of the output voltage.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006159472A (en) 2004-12-03 2006-06-22 Oki Data Corp Light-emitting unit, and image forming device
JP2020134007A (en) 2019-02-19 2020-08-31 住友重機械工業株式会社 Cryogenic refrigeration machine, cryogenic refrigeration machine diagnostic device and cryogenic refrigeration machine diagnostic method

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4531084A (en) * 1983-03-07 1985-07-23 Solid State Chargers Research And Development Limited Partnership Power supply with current regulating circuit
JPH07104743B2 (en) * 1986-06-28 1995-11-13 新日本無線株式会社 Power supply circuit
JPS63168511U (en) * 1987-04-23 1988-11-02
JPH0690653B2 (en) * 1988-12-21 1994-11-14 日本電気株式会社 Transistor circuit
US5519313A (en) * 1993-04-06 1996-05-21 North American Philips Corporation Temperature-compensated voltage regulator
JPH11150452A (en) * 1997-11-17 1999-06-02 Toshiba Microelectronics Corp Level conversion circuit and liquid crystal display device
US6084388A (en) * 1998-09-30 2000-07-04 Infineon Technologies Corporation System and method for low power start-up circuit for bandgap voltage reference
US7208929B1 (en) * 2006-04-18 2007-04-24 Atmel Corporation Power efficient startup circuit for activating a bandgap reference circuit
JP2009104455A (en) * 2007-10-24 2009-05-14 Rohm Co Ltd Clamp circuit, overvoltage protection circuit using the same, and electronic equipment using the same
JP2010160700A (en) * 2009-01-08 2010-07-22 Elpida Memory Inc Semiconductor device
CN101841247B (en) * 2009-11-20 2013-01-23 Bcd半导体制造有限公司 Base drive circuit of switching power supply
US20110228565A1 (en) * 2010-03-16 2011-09-22 Griffin John M Switchmode power supply for dimmable light emitting diodes
JP2012257349A (en) * 2011-06-07 2012-12-27 Semiconductor Components Industries Llc Integrated circuit
JP5794835B2 (en) * 2011-06-13 2015-10-14 セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー Light emitting element drive circuit
WO2013038583A1 (en) * 2011-09-14 2013-03-21 パナソニック株式会社 Semiconductor device and power supply system provided with same
JP2014126947A (en) * 2012-12-25 2014-07-07 Toshiba Corp Semiconductor device
JP6660238B2 (en) * 2016-04-20 2020-03-11 エイブリック株式会社 Bandgap reference circuit and DCDC converter having the same
WO2018230196A1 (en) * 2017-06-13 2018-12-20 富士電機株式会社 Drive device and power conversion device
JP7495213B2 (en) * 2018-11-15 2024-06-04 ローム株式会社 High-side transistor drive circuits, switching circuits, DC/DC converter controllers

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006159472A (en) 2004-12-03 2006-06-22 Oki Data Corp Light-emitting unit, and image forming device
JP2020134007A (en) 2019-02-19 2020-08-31 住友重機械工業株式会社 Cryogenic refrigeration machine, cryogenic refrigeration machine diagnostic device and cryogenic refrigeration machine diagnostic method

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